WASSERKRAFTMASCHINE MIT MEHREREN SCHRAUBENLINIENFORMING GEWUNDENEN WASSΞRFÜHRUNGSLEITUNGEN
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Drehmomentes bzw. zur Energiegewinnung durch einen schräg gelagerten Tragekörper 21 mit an diesen montierten schraubenförmig gewundenen Wasserfuhrungsleitungen A,B,C,D. Diese sind drehbar am Tragekörper angeordnet und dadurch gekennzeichnet, dass in den Wasserfuhrungsleitungen A,B,C,D entlang der Erzeugenden des Tragekörpers Schikanen 1 - 1 bis 1 - 12 zum Wasserstau eingebaut sind und hier nach Anspruch 1 definiert sind. Der Stand der Technik für Wasserkraftturbinen und vorhandener Wasserkraftmaschinen, wie z.B. die Wasserkraftmaschine AT 6409, ist eine senkrechte zusammengesetzte spiralförmige Konstruktion und mit im Rohr eingebauten Umleitungsführungswiderständen zur Drehbewegung ausgestattet. Die Erfindung JP 2004 - 116505 A (ODERA SHIGEKI ) betrifft eine schräggelagerte Einrohrspirale mit zentraler Wasserzuführung für angepassten Wassermengen, wobei mäßige Energien bei sehr ausgewogener Belastung, erzeugt werden können. Es ist daher eine Aufgabe der vorhandenen Erfindung durch die Nutzung von Wassermengen bzw. des Wassergewichtes in den Wasserführungsleitungen A,B,C,D sowie mit dem Radius eines entsprechenden Tragekörpers 21 so zu bauen, dass ein möglichst großer Ertrag an Leistung zustande kommt. Ziel der Erfindung ist es, dass bei Bedarf einer konstant gewünschten Leistung das Zuführungsrohr 14 und die Schottenkammer 9 für die erforderliche Wasserdurchflussmenge ausgelegt werden müssen. Vorteilhafter Weise ist für diese Wasserkraftmaschine die gegenständliche Aufgabe dadurch gelöst, dass eine mit mehreren Schrauben linienförmig gewundenen Wasserführungsleitungen A,B,C,D, welche um eine Tragekörperachse 15 drehbar angeordnet
sind und die Tragekörperachse 15 des rotierenden Tragekörpers 21 der Wasserführungsleitungen A, B, C, D schräg zur Horizontalen verläuft, und in den Wasserführungsleitungen A,B,C,D entlang von Erzeugendem des Tragekörpers 21 Schikanen 1 - 1, 1 - 2, 1 - 3, 1 - 4, 1 - 5, 1 - 6, 1 - 7, 1 - 8, 1 - 9, 1 - 10, 1 - 11, 1 - 12 zum Wasserstau angeordnet sind.
Diese Schikanen nach Anspruch 4 ermöglichen unter anderem die Drehbewegung des Tragekörpers nach Anspruch 2 wobei die Neigung der Achse 15 des rotierenden Tragekörpers 21 etwa 10° bis 45 ° Neigung beträgt. Diese 10° bis 45° Neigung ist im Beispiel Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 gezeichnet dargestellt. Der Bereich der Tragekörperneigung beträgt 10° bis 45°, wobei die Wasserkraftmaschine z.B. bei 30° bis 10° Neigung des Tragekörpers 21 um Einiges länger wird, als bei 45° Tragekörperneigung. In Anspruch 3 wird vorgeschlagen, dass mehrere Wasserführungsleitungen A, B, C, D gleichmäßig über den Umfang des Tragekörpers 21 verteilt vorgesehen sind. Diese gleichmäßige Aufteilung der Wasserführungsleitungen wird je nach Bauweise des Tragekörpers 21 der Wasserlαaftmaschme, wie in Fig. 1, 2 gezeigte auf dessen Umfang 4 Wasserfüüirungsleitungen A, B, C, D z.B. bei 90°, 180°, 270° und 360° angeordnet sind. Die Leitungsanzahl vom Füllrad 13 aus über den Tragekörper 21 können in beliebiger Zahl z.B. bei 90° Einteilung mit 4, 8, 12, 16, 20 usw. Wasserführungsleitungen ausgeführt werden. Der Durchmesser der Wasserfuhrungsleitung ist variabel.
Nach Anspruch 4, sind die Schikanen 1 - 1, 1 - 2, 1 - 3, 1 - 4, 1 - 5, 1 - 6, 1 - 7, 1 - 8, 1 - 9, 1 - 10, 1 - 11, 1 - 12 als nach oben führende Erhebungen in den Wasserführungsleitungen ausgebildet. Die Schikanen werden je nach Bauform z.B. wie Fig. 1, 2 an den Punkten bei 90°, 180°, 270° und 360° am Tragekörper 21 mit WasserRihrungsleitungserhebungen ausgeführt, oder wie auch bei den Bauformen mit 120°, 240° und 360° werden die Wasserführungsleitungserhebungen am Tragekörper 21 angeordnet.
Nach Anspruch 5 ist vorgesehen, dass anstatt der Schikanen zum Wasserstau auch in die Wasserführungsleitungen eingebaute Ventile angeordnet werden können. Der Vorteil der Ventile liegt daran, dass bei nicht regulierter Wasserzufuhrung zum Füllrad 13 im Bereich der Schikanen ein
Weiterfluten des Wassers passieren kann und auf die rechte Gegenseite des Tragekörpers 21 überschwappt, wodurch das Drehmoment gemindert wird. Die technischen und wirtschaftlichen Vorteile dieser Wasserkraftmaschine bestehen darin, dass mit kleineren Wassermengen und der möglichen Bauformen, wie die Radiusgröße und die Länge des Tragekörpers in diversen Neigungen von ca 10° bis 45° sich ein sehr universeller Einsatzbereich der gegenständlichen Wasserkraftmaschinen ergibt.
Nach Anspruch 6 ist vorgesehen, dass die Befüllung dieser Wasserkraftmaschine über ein Füllrad 13 mit Zuflussrohr 14 und Schotenkammern 9,10,11 und 12 ausgestattet ist und zur Grundkonzeption dieser Wasserkraftmaschine gehört, wie in Fig. 1,2,3,4,5,6 und 7 gezeigt wird. Nach Anspruch 7 ist eine Möglichkeit beinhaltet, dass das Wasser von den Wasserführungsleitungen A,B,C,D an den Enden frei abfließen, aber auch zur Wiederbefüllung des Füllrade 13 herangezogen werden kann.
Weitere Definitionen zu dieser Erfindung sind an Wasserb-antoaschinenausfiihrungen wie der schon angeführte Tragekörper 21 mit 4 Wasserführungsleitungen A,B,C,D. Diese sind gegenseitig um 90°, 180°, 270° und 360° versetzt angeordnet. Diese Anordnung der Wasserführungsleitungen A,B,C,D bei einer Umdrehung des Tragekörpers 21 kann auch mit drei Wasserführungsleitungen z.B. bei 120°, 240°, 360° versetzt angeordnet werden. Dies ergibt demnach drei unabhängige Wasserfühningsleitungen vom Füllrad 13 aus mit Wasser gespeist am Tragekörper 21. Auch mit acht unabhängigen Wasserführungsleitungen bei 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315° und 360° können gebaut werden. Die Schikanen sind angehobene Wasserführungsleitungsstücke an den Punkten z.B. 90°, 180°, 270° und 360° bzw. 120°, 240° und 360°. Anstatt der „Schikanen" zum Wasserstau können auch Ventile in den Wasserführungsleitungen angeordnet werden. Die Zeichnungen Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 stellen eine schematische Darstellung der Wasserkraftmaschine und deren Funktionsabläufe sowie die inkludierten Inhalte dar. Fig. 1 zeigt die linksseitige Ansicht des Tragekörpers und des Füllrades 13. Von der Füllradseite aus gesehen fließt Wasser über das Zuflussrohr 14 in die Schottenkammer 9 und weiter in die Einmündung 5 zu der Wasserführungsleitung A. Bei der Schikane 1 - 1 wird das Wasser gestaut und durch das Wassergewicht wird der Trageköφer 21 nach links bzw. nach unten gedreht. Bei ca 15° bis
30° des drehenden Trageköφers 21 gibt die Schikane 1 - 1 das Wasser frei und fließt zur Schikane 1 - 2 Fig. 2. Mit diesem Prinzip wird der Trageköφer 21 gedreht und die Wasserkraftmaschine betrieben. Die Größe und die Konstruktion des Wasserfüllrades 13 wird je nach der erforderlichen Bauweise und deren Konstruktion der Wasserkraftmaschine angepasst. Bei einer Trageköφerachslage 15 von 45° ist das Zuflussrohr 14 zur Befüllung des Füllrades 13 Fig. 1, 2, 3 und 4 bei ca 90° hnksseitig beim Füllrad 13 angesetzt und fließt in die Schottenkammer 9. Bei einer Trageköφerachslage 15 von 10° bis 30° Fig. 5, 6, und 7 Neigung ist es vorteilhaft, das Zuflussrohr zum Füllrad 13 von oben bei 180° anzusetzen. Das Wasser fließt dann in die Wasserzufuhrungsleitungen 29,30,31,32 und weiter zu den Wasserführungsleitungen A,B,C,D.
Fig. 2 zeigt die rechtsseitige Ansicht des Trageköφers 21 sowie des Füllrades 13 von der Füllradseite aus gesehen. An der rechten Seite des Trageköφers 21 sind die Wasserfulirungsleitungen A, B. C, D wasserleer, ebenso die Schottenkammern 10, 11 und 12.
Fig. 3 zeigt das Füllrad 13 in Schnittansicht und Fig. 4 zeigt das Füllrad 13 im Grundriss dargestellt. Das Wasser wird in den offenen kreisrunden Teil 25 des Füllrades 13 über das Zuflussrohr 14 Wasser zugeführt und in die Schotenkammer 9 weitergeführt, wo es in die Mündung 5 zur Wasserführungsleitung A geleitet wird. Das Füllrad 13 wird je nach der Neigung der Wasserkraftmaschine befüllt. Bei 10° bis 30° Neigung des rotierenden Trageköφers 14, wird das Füllrad 13 von oben bei 180° befüllt, hingegen wenn die Neigung des rotierenden Trageköφers • 35° bis 45° beträgt, wäre die Befüllung des Füllrades 13 bei 90°, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, einfacher. Die Größe des Füllrades 13 ist abhängig vom Durchmesser des Trageköφers 21 und von der Kapazität der Wasserkraftmaschine. Die in Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 dargestellte Wasserkraftmaschine ist für Linksdrehung vom Füllrad aus gesehen konzipiert, es ist gleichwertig die Wasserkraftmaschinenkonstruktionen auch für Rechtsdrehung herzustellen.
Fig. 5A und Fig. 5B zeigt eine linksseitige Seitenansicht der Wasserkraftmaschine bei 20° Neigung des Trageköφers 21, wobei trotz der geringeren Neigung des Trageköφers 21 sich eine vorteilhafte Nutzung der Schwerkraft ergibt. Trotz einem wesentlich größeren Platzbedarf ist eine Wasserkraftmaschine mit kleinerer Neigung wirtschaftlich lukrativ. Der Wasserzulauf ist von oben bei
180° angesetzt und führt über ein Zuflussrohr 14 zum Füllrad 13 weiter durch die Zuführungsleitungen
29,30,31,32 in die Schottenkammern 9, 10, 1 lund 12 zu den Wasserführungsleitungen A; B, C, D. Bei der waagrechten Position der Füllradunterseite 13 ( Horizontallage ) ergibt die Markierung 0° / 360°
Gradeinteilung vom Füllrad 13 aus gesehen.
Fig. 6 zeigt das Füllrad 13 in Schnittansicht linksseitig gezeichnet, wobei die Zuflussrohrbefüllung bei
180° das Füllrad 13 mit Wasser versorgt. Diese Variante von Wasserkraftmaschinenanlagen ist für
Trageköφerneigungslage von ca 10° bis 30° gut geeignet.
Fig. 7 zeigt das Füllrad 13 in Schnittansicht dargestellt und ist rechtsseitig zu sehen. Die Befüllung des
Füllrades der Wasserkraftmaschine ist wie in Fig. 6 identisch. Der Funktionsablauf erfolgt über ein Zuflussrohr 14 zum Füllrad 13, dort wird Wasser in die Wasserführungsleitungen A, B, C, D geführt. Dieser Wasseranteil im ersten Leitungsabschnitt A fließt bei einer Neigung der Wasserführungsleitungen am Trageköφer 21 von ca 5° Neigung in diese Wasserführungsleitung A, wodurch sich der schräggelagerte Trageköφer 21 durch das Gewicht des Wassers nach links zu drehen beginnt. Das Wasser vom ersten Leitungsabschnitt A staut sich an der etwas aufsteigenden Schikane 1 - 1 und fließt weiter durch das Drehen des Tragekörpers 21. Durch die nun flachere Lage der Wasserführungsleitungsschikane 1 - 1 wird das Weiterfließen des Wassers bis zum zweiten Leitungsabschnitt zur Schikane 1 - 4 Fig. 2 frei gegeben.. Durch die Weiterdrehung des Tragekörpers 21 wird dieses Wasser bei der Position der Schikane 1 - 2 bei ca 15° bis 30° des Trageköφers wiederum freigegeben und fließt zur nächsten Schikane in Folge der Drehung des Trageköφers 21. Dieser Vorgang wiederholt sich weiter je nach Länge des Trageköφers 21, bzw. der Wasserführungsleitungen A,B,C.D. Die Anzahl der Wasserführungsleitungen A,B,C,D können sowohl in den Dimensionen als auch in den Wasserführungsleitungsmengen den jeweiligen Bedarf an Energieleistung angepasst werden.
LEGENDE
Definition der Einzelbauteile der Wasserkraftmaschine „Energieturbine
A Wasserführungsleitung am Tragekörper B Wasserführungsleitung am Trageköφer
C. Wasserführungsleitung am Trageköφer
D. Wasserführungsleitung am Trageköφer - 1 Schikane in Wasserführungsleitung A - 2 Schikane in Wasserführungsleitung A - 3 Schikane in Wasserführungsleitung A - 4 Schikane in Wasserführungsleitung B - 5 Schikane in Wasserführungsleitung B - 6 Schikane in Wasserführungsleitung B - 7 Schikane in Wasserführungsleitung C - 8 Schikane in Wasserführungsleitung C - 9 Schikane in Wasserführungsleitung C - 10 Schikane in Wasserführungsleitung D - 11 Schikane in Wasserführungsleitung D - 12 Schikane in Wasserführungsleitung D
1 A Zuflussrohr vom Füllrad ( 13 ) zur Schotenkammer 9, Fig. 6, 7
2B Zuflussrohr vom Füllrad zur Schotenkammer 10, Fig. 6,7
3C Zuflussrohr vom Füllrad zur Schotenkammer 11, Fig. 6,7
4 D Zuflussrohr vom Füllrad zur Schotenkammer 12, Fig. 6,7
5 Einmündung vom Füllrad in die Wasserführungsleitung A
6 Einmündung vom Füllrad in die Wasserführungsleitung B
7 Einmündung vom Füllrad in die Wasserführungsleitung C
8 Einmündung vom Füllrad in die Wasserführungsleitung D
9 Schotenkammer 9
10 Schotenkammer 10
11 Schotenkammer 11
12 Schotenkammer 12
13 Füllrad für die Schotenkammern 9, 10, 11 und 12
14 Zuflussrohr für Füllrad ( 13 )
15 Achslinie des Trageköφers ( 21 )
Für Wasserführungsleitung - Aufteilungspunkt bei 90° am Füllrad Für Wasserführungsleitung - Aufteilungspunkt bei 0° oder 360° am Füllrad Für Wasserführungsleitung - Aufteilungspunkt bei 270° am Füllrad Für Wasserf brungsleitung - Aufteilungspunkt bei 180° am Füllrad Schrägwandteil - Leitfläche A Trageköφer der Wasserführungsleitungen A, B, C, D bei 90° Einteilung und 45% Achsneigung in Fig. 1B Tragekörper der Wasserführungsleitungen A, B, C, D bei 90° Einteilung und 20% Achsneigung in Fig. 5 Abschlusswand des Füllrades ( 13 ) mit Einmündungen zu den Wasserführungsleitungen ( A, B, C, D ) Außenwand des Füllrades ( 13 ) Geschlossener Teil des Füllrades EF Offener Teil des Füllrades für Wasserzulaufrohr ( 14 ) Schikanen in den Wasserführungsleitungen A, B, C,D bei den nach oben hin aufsteigenden Wasserführungsleitungs stellen 1 - 1 bis 1 - 12 Wasser oder beliebiges Füllmaterial der Wasserkraftmaschine ( Fig. 1 bis 7 ) nicht markiert. Absenkung des Wasserführungsleitungsabschnittes zwischen den Schikanen 1 - 5 und 1 - 6 für etwas besseren Wasserstau Zuführungsleitung zur Wasserführungsleitung C Zuführungsleitung zur Wasserführungsleitung B Zuführungsleitung zur Wasserführungsleitung D Zuführungsleitung zur Wasserführungsleitung A Wasserkraftmaschine Drehrichtung Ventil geschlossen an Wasserführungsleitung A Ventil offen der Wasserführungsleitung C 2 Ventile für die Wasserführungsleitung B und D Ventil für die Wasserführungsleitung B Ventil für die Wasserführungsleitung C Ventil für die Wasserführungsleitung D