SE458787B - Ett av en vattenturbin och en elektrisk generator bestaaende maskinaggregat - Google Patents

Description

458 787 tillgänglig energi tillâtits bliva ytterst komplicerade och mycket dyrbara och speciellt har det ansetts erforderligt att investera stora kostnader för att bygga erforderliga kanaler kring vattenturbinen, erforderliga dam- manläggningar samt erforderliga regleranordningar för att maximera vatten- turbinens verkningsgrad och för att kunna reglera vattenflödet förbi vat- tenturbinen vad avser mängd per tidsenhet och hastighet.

Ett exempel på ett tidigare känt maskinaggregat, av ovan angiven tidigare känd stationär beskaffenhet, visas och beskrives i den svenska patentskrif- ten 97 ràai t- Till teknikens tidigare ståndpunkt hör även användningen av vattenhjul kopplat till en elektrisk generator. Den typ av vattenhjul som kan anses komma föreliggande uppfinning närmast är av den typ där en del av vatten- hjulets skovlar får passera ned i en rinnande vattenström, vilket pressar endast de i vattenströmmen nedsänkta skovlarna i vattenströmmens riktning. Även andra maskinaggregat är tidigare kända.

Det är också tidigare känt att en vattenturbin har bättre verkningsgrad än ett vattenhjul.

REDOGUREkSE-FOR FURELIGGÅNDE UPPFINNING g TEKNISKT PROBLEM - Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt framstår det som ett tek- niskt problem att med enkla medel kunna konstruera ett av en vattenturbin och en elektrisk generator bestående maskinaggregat till en komplett trans- portabel enhet och som är så beskaffad att denna enhet på ett enkelt sätt kan placeras i ett strömmande vattendrag och därav kunna generera elektrisk energi.

Det maste även få anses vara ett tekniskt framsteg att kunna konma till den insiktenlatt i ett strömmande vattendrag bildas faktiskt på ett naturTigt sätt eller enkelt på konstgjort väg virvlar, som motsvarar den rörelse en vattenström tvingas göra via stationära utbildade kanaler i stationära 458 787 kraftverk, och att därigenom kan det faktiskt skapas förutsättningar för att kunna driva en i virveln införd vattenturbin, visserligen med något lägre verkningsgrad, än vid stationära anläggningar, men utan att därför behöva bygga kostnadskrävande stationära mot och runt vattenturbinen rik- tade kanaler. ' Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att komma till den insik- ten att med enkla medel kan det faktiskt skapas sâdana förutsättningar för ett sâdant_maskinaggregat att in detta sammanbygges med en flytbrygga så kan mašïinaggregatet tillsammans med flytbryggan appliceras intill'virveln och flytande på vattenströnnæn pâ ett sådant sätt att flytbryggan följer med eventuella vattenståndsändringar men icke utsättes för en rotationsrö- relse.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna anvisa enkla regleranordningar för att vid en sådan enkel tillämpning och vid skiftande förutsättningar kunna skapa en konstanthållning av rotationshastigheten oberoende av momentant uttagen effekt och eventuella ändringar i vatten- flödet.

LUSNINGEN Uppfinningen utgår från lösningen av ett eller flera av ovan angivna tek- niska problem frân ett av en vattenturbin och en elektrisk generator bestå- ende maskinaggregat och anvisar då speciellt att en maskinaggregatet upp- bärande brygga är så anordnad i ett strömmande vattendrag att vattenturbi- nen blir belägen i centrum eller i vart fall väsentligen i centrum för en i vattendraget bildad virvel.

Vidare anvisas att en flytbrygga är fäst till botten eller pâ annat sätt fäst för att kunna följa med vattenstândsändringar i vattendraget.

Antingen är nämnda virvel skapad genom på vattendragets botten placerad en eller flera virvelbildare eller genom naturliga bottenförhâllanden i vatten- draget. 458 787 Vidare anvisas att mellan vattenturbin och generatorn sträcker sig en axel som är vertikalt orienterad, och där generatorn skall vara placerad på ovansidan flytbryggan.

Vidare anvisas att flytbryggan kan vara uppburen av ett antal stöd, orien- terade utanför virvelns centrala parti.

Vidare anvisas en varvtalsreglerande krets, så att generatorn får en på förhand bestämd rotationshastighet oberoende av uttagen effekt och genere- rar en Éönštant frekvens. .__ även om turbinhjulet kan utformas på i och för sig tidigare känt sätt anvi- sas att detta kan ha fonmen av en fläktvinge, en propeller eller liknande och ändå tillförsäkras en tillräckligt god verkningsgrad.

Speciellt anvisas att åtgärder skall vidtagas för att tilldela den roteran- de virveln en vertikal rotationsaxel och att denna skall vara avsedd att sammanfalla med vattenturbinens vertikala rotationsaxel.

Slutligen anvisas att flytbryggan kan vara infäst i land eller i botten för att motverka dess rotation och att flytbryggan flytande fönmâga är dimensio- nerad för att flytande på virveln kunna bära till flytbryggan fästade vatten- turbin och generator, m.m.

FURDELAR De fördelar som främst kan få anses vara förknippade med ett maskinaggre- gat, i enlighet med föreliggande uppfinning, är att härigenom har det ska- pats förutsättningar för att ur ett strömmande vattendrag med relativt god verkningsgrad kunna generera elektrisk energi genom att utnyttja en i vat- tendraget bildad virvei. Därtill kommer att ett maskinaggregat av hithöran- de slag_kan få anses vara portabelt och avser i första hand att generera elektrisk Éffekt anpassad för smärre förbrukare och för temporära“äÉbÉten. 458 787 Det som främst kan få anses vara kännetecknande för ett maskinaggregat, i enlighet med föreliggande uppfinning, anges i det efterföljande patentkra- vets 1 kännetecknande del.

KORT FIGURBESKRIVNING En för närvarande föreslagen utföringsform av ett maskinaggregat, i"enlig- het med föreliggande uppfinning, och dess placering skall nu närmare åskåd- liggöras med hänvisning till bifogad ritning där; figur 1 visar i perspektivvy maskinaggregatet applicerat i ett strömmande vattendrag i en däri på artificiell väg bildad virvel.

BESKRIVNING ÖVER NU FURESLAGEN UTFURINGSFORM Föreliggande uppfinning anvisar ett av en vattenturbin och en elektrisk generator bestående maskinaggregat, där vattenturbinen givits hänvisnings- betecknihgen 1 och den elektriska generatorn givits hänvisningsbeteckningen 2. Vattenturbinen 1 och generatorn 2 är förbundna med varandra viá en axel 3.

Maskinaggregatet 1, 2 uppbäres av en flytbrygga 4 och axeln 3 är vid hänvis- ningsbeteckningen 5 lagrad till flytbryggan 4. Flytbryggan är så anordnad i ett strömmande vattendrag 6 att vattenturbinen 1 kommer att vara belägen i en i vattendraget utbildad virvel 7. A I figuríl visas även att generatorn 2 matar via en elektrisk kabel 8_gene- -f- _- rerad elektrisk energi till en förbrukare 9. - 458 787 Studerandet av fritt strömmande vattendrag ger vid handen att i dessa vat- tendrag är den naturliga bottenformen så att i vattendraget bildas virvlar, gärna där s.k. bakvatten förekommer.

Uppfinningen avser i första hand att kunna nyttja dessa virvlar för att driva en i virveln nedsänkt vattenturbin.

Flytbryggan 4 med generatorn 2 och vattenturbin 1 utgöres av en portabel enhet, som kan sänkas ned så att vattenturbinen kommer att drivas runt av nämnda virvel. “ Flytbryggan 4 måste fasthållas och fästas så att den ligger kvar över vir- veln. Detta kan ske medelst linor 10 och 11 fästade i land eller medelst linor liknande linan 12, fäst i botten.

Infästningarna skall inte bara hälla flytbryggan över virveln utan skall även förhindra rotation av flytbryggan kring virveln.

Flytbryggan skall vidare med fördel vara fäst till botten eller till stran- den på så sätt att den kan följa med vattenstândsändringar, d.v.s. höja sig något upp och ned, vilket.enkelt kan erhållas genom att tilldela linorna en stor längd i förhållande till förväntad vattenstândsändring. i' Nämnda virvel kan således vara bildad av på vattendragets botten normalt uppträdande ojämnheter men om sådana omständigheter inte föreligger så kan virveln bildas genom att på vattendragets botten placeras speciell virvel- bildare.

I utföringsexemplet illustreras ett inplacerande och ett användande av sådana virvelbildare. ' Här föreslas att en första enhet 13 placeras uppströms vattenturbinen och denna enhet skall leda vattenströmmen mot vattenturbinens ena sidá'šamt_ skugga vattenturbinens motställda sida. -Ä 7 458 787 Den första enheten 13 leder vattenströnnæn 6 mot en andra enhet 14, som har tilldelats en sådan form att denna enhet 14 vrider vattenströmmen 7 runt turbinhjulet 1 samt ger vattenströmmen en riktning uppåt, vilket pilen 7 avser att illustrera, så att vattenströnnæn 7 lämnar turbinhjulet i samma riktning som den inkommer till turbinhjulet.

I det fall den andra enheten 14 väljes med mycket tunga och kraftiga dimen- sioner sâ kan givetvis flytbryggan eller en brygga fästas till denna enhet 14 medelst ett antal, säg tre eller fyra stödben.

Utföringsexemplet illustrerar vidare att mellan vattenturbinen 1 och gene- ratorn 2 sträcker sig en axel 3, som är vertikalt orienterad och med gene- ratorn 2 placerad över flytbryggan.

Flytbryggan 4 kan också vara uppburen av ett antal stöd, orienterade utan- för virvelns centrala parti, d.v.s. utanför den del av virveln där turbin- hjulet verkar.

Vidare förefinns en ej närmare beskriven varvtalsreglerande krets, genom vilka generatorn kan tilldelas en på förhand bestämd rotationshastighet, oberoende av uttagen effekt. Denna reglering kan givetvis ske på känt sätt genom att vrida pâ de enskilda turbinhjulen, på i och för sig tidigare känt sätt. Spëciellt gäller detta om turbinhjulet har en form som ansluter sig till en fläktvinge eller en propellers form. ' även andra kända och lämpliga regleringsmöjligheter stå givetvis till för- fogande.

Speciellt anvisas att åtgärder mäste vidtagas för att tilldela den bildade virveln en vertikal rotationsaxel, åtminstone i anslutning till turbinhjulet och att denna rotationsaxel då skall sammanfalla med vatten- turbinenâ vertikala rotationsaxel 3. -n- -f- _- Flytbryggan är vidare infäst i land eller botten på så sätt att infäst- ningen motverkar dess tendens till rotation men flytbrygga är i övrigt 458 787 dimensionerad för att fïytande på virveïn kunna bära ti11 f1ytbryggan fäs- tade vattenturbin, generator m.m.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad tiïï den ovan såsom exempel angivna utföringsformen utan kan genomgå modifikationer inom ramen för uppfinnings- tanken iïïustrerad i efterföljande patentkrav.

;|I, .nu _-

Claims (9)

q 458 787 PATENTKRAV

1. Ett av en vattenturbin och en elektrisk generator bestående maskinagg- regat, k ä n n e t e c k n a t därav, att en maskinaggregatet uppbärande brygga är så anordnad i ett strönmande vattendrag att vattenturbinen är belägen i en i vattendraget bildad virvel.

2. Maskinaggregat enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att bryggan är fäst till botten, eller på annat sätt fäst, för att följa med 1 vattenståndsändringar.

3. Maskinaggregat enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a_t därav, att nämnda virvel är skapad genom pâ vattendragets botten placerad virvelbildare.

4. Maskinaggregat enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t -därav, att en mellan vattenturbinen och generatorn sig sträckande axel är verti- kalt orienterad och med generatorn placerad över bryggan.

5. Maskinaggregat enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att bryggan är uppburen av ett antal stöd orienterade utanför virvelns centrala parti.

6. Maskjnaggregat enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att en varvtalsreglerande krets verkar för alstring av konstant frekvens på angiven effekt.

7. Maskinaggregat enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a_t därav, att turbinhjulet har formen av en fläktvinge, en propeller eller liknande.

8. Maskinaggregat enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c kqn a t därav, att åtgärder vidtagits för att tilldela den bildade virveln ên~Vertikal rotationsaxel, avsedd att sammanfalla med vattentorbi- nens vertikala rotationsaxel. 4

9. Maskinaggregat enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att bryggan är infäst för att motverka dess rotation men är dimensionerad för att flytande på virveln kunna bära till bryggan fästade vattenturbin, generator m.m.