DE202006008055U1

DE202006008055U1 - Wasserkraftanlage

Info

Publication number: DE202006008055U1
Application number: DE202006008055U
Authority: DE
Original assignee: FLOETTMANN HANS; Flottmann Hans
Current assignee: FLOETTMANN HANS; Flottmann Hans
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2016-05-20

Abstract

Wasserkraftanlage zur Platzierung im Fließgewässer mit einer Mehrzahl von Flügelelementen (1), welche entlang einer geschlossenen Bahn durch Druckbeaufschlagung mit einem strömenden Druckmedium beweglich geführt sind und deren Bewegung zur Umwandlung in elektrische Energie genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führung (2, 2a, 2b) für die Flügelelemente (1) vorgesehen ist, welche so ausgelegt ist, daß die in Strömungsrichtung bewegten Flügelelemente (1) mit ihren Flügelflächen (1a) im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung angestellt sind und daß die sich gegen die Strömungsrichtung bewegenden Flügelelemente (1) mit ihren Flügelflächen (1a) im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung orientiert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Entsprechende Wasserkraftanlagen für Fließgewässer, wie sie z.B. aus DE 296 10 286 U1 bekannt sind, weisen in aller Regel eine Mehrzahl hintereinander beabstandet angeordneter Stauflügel auf. Durch den Wasserdruck eines fließenden Gewässers werden die Stauflügel im Betrieb der Anlage in Strömungsrichtung bewegt. Die Stauflügel werden dabei an Ketten oder dergleichen umlaufend geführt und treiben durch ihre Bewegung eine Antriebswelle oder dergleichen an, deren Drehung z.B. zur Erzeugung von elektrischem Strom genutzt wird.
Die Stauflügel laufen bei einem derartigen Umlaufbetrieb in Strömungsrichtung des Fließgewässers und müssen anschließend gegen die Strömungsrichtung zu einer Ausgangsposition zurückgeführt werden. Aufgrund des durch das strömende Gewässer bewirkten Widerstandes werden die Stauflügel dabei aus dem Gewässer herausgehoben und werden durch die Luft oberhalb des Wasserspiegels zurückgeführt. Dies führt dazu, daß Aufbauten oberhalb der Wasserlinie erforderlich sind, was insbesondere vor dem Hintergrund der Beeinträchtigung des Landschaftsbildes gerade bei größer dimensionierten Anlagen Nachteile mit sich bringt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Wasserkraftanlage anzugeben, die diesen Nachteil nicht aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, daß die vom strömenden Gewässer in Strömungsrichtung angetriebenen Flügelelemente mit ihren Flügelflächen in Strömungsrichtung senkrecht zu dieser geführt werden und die Flügelelemente bei der Rückführung durch das Gewässer entgegen der Strömungsrichtung und mit ihren Flügelflächen parallel zur Strömungsrichtung geführt werden. Hierbei ist bevorzugt eine Führung vorgesehen, die ein Umklappen der Flügelelemente im Bereich der Umkehrpunkte der von den Flügelelementen im Betrieb der Anlage beschriebenen Bahn bewirkt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 – zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Wasserkraftanlage,
2 – zeigt eine Längsschnittansicht durch die Wasserkraftanlage aus 1,
3 – zeigt eine Querschnittansicht durch die Wasserkraftanlage aus 1.
Die erfindungsgemäße Wasserkraftanlage weist eine Mehrzahl als Stauflügel ausgebildeter Flügelelemente 1 mit einer Flügelfläche 1a auf. Die Flügelelemente 1 werden über Führungen 2, 2a, 2b umlaufend geführt, wobei sie im gezeigten Beispiel über Aufhängungen (1b–1f) an einer umlaufend geführten Kette oder einem Zahnriemen 3 angebracht sind. Der Winkel der Flügelflächen 1a ist dabei relativ zur Kette bzw. zum Zahnriemen 3 variabel. Die Führungen 2, 2a, 2b sind bevorzugt in Seitenwänden W der Wasserkraftanlage vorgesehen. Im gezeigten Beispiel erfolgt der Antrieb der Kette 3 in Richtung des Pfeils, die Strömung des durch die Anlage fließenden Wassers erfolgt also in der Zeichnung von links vorne nach rechts hinten.
Um eine möglichst effektive Ausnutzung der Wasserkraft zu erhalten, wird die Anlage (vgl. 2) so eingerichtet, daß zum einen der Zwischenraum 5 zwischen Bodenfläche B und den Flügelelementen 1 möglichst gering ist. Zum anderen sollte auch der Wasserspiegel L des Fließgewässers keinen zu großen Abstand von den Flügelelementen 1 aufweisen, so daß das in Pfeilrichtung in die Anlage einströmende Wasser möglichst vollständig zum Antrieb der Flügelelemente 1 genutzt wird und möglichst wenig an Wasser an der Anlage vorbeiströmen kann.
Das allgemeine Funktionsprinzip der Erfindung wird anhand der beiden Schnittansichten der 2 und 3 näher erläutert.
Eine in die Anlage einfließende Strömung bewirkt durch den Wasserdruck gegen die Flügelflächen 1 die Mitnahme der Flügelelemente 1 und damit deren Antrieb in Strömungsrichtung.
Die Flügelelemente 1 sind über gabelförmige Aufhängungen 1b, 1c einerseits mit der Kette 3 verbunden, andererseits in den Führungen 2 bzw. 2a, 2b geführt. Die Aufhängung der Flügelelemente 1 in der Kette 3 ist dabei so gehalten, daß die Flügelflächen 1a gegenüber der Kette 3 unterschiedliche Winkelstellungen einnehmen können. Die Kette 3 ist über Räder (bzw. Scheiben, Zahnräder oder dergleichen) 4 geführt, die die Umkehrbereiche der Kette 3 darstellen. Die Aufhängungen weisen, wie in 3 gezeigt, bevorzugt zwei parallele Stifte 1b, 1c auf, die eine etwa senkrecht zur jeweiligen Flügelfläche 1a stehende Ebene aufspannen bzw. bilden. Die Stifte 1b, 1c sind über einen Querverbinder 1e verbunden, welcher seinerseits mit einem durch die Kette 3 (Kettenglied 3a) bzw. den Zahnriemen geführten Bolzen 1f verbunden ist. Der Bolzen 1f ist z.B. über einen Beschlag 1d fest mit der Flügelfläche 1a verbunden.
Die Führung, in der die Aufhängung geführt wird, besteht im wesentlichen aus zwei Abschnitten: einem ersten Abschnitt bzw. einer ersten Führung 2, der in der Zeichnung oben angeordnet ist, und zwei zweiten Abschnitten bzw. zweiten Führungen 2a, 2b, welche in der Nähe der Umkehrbereiche der Kette 3 etwa im Bereich des Scheitelpunktes an die erste Führung 2 anschließen. Die erste Führung 2 teilt sich also in die beiden zweiten Führungen 2a, 2b auf, bzw. die beiden zweiten Führungen 2a, 2b münden in der ersten Führung 2. Sowohl die erste als auch die beiden zweiten Führungen 2a, 2b weisen im Umkehrbereich gekrümmte Abschnitte auf, welche jeweils in horizontale Abschnitte überführt werden.
Während des Betriebs der Anlage werden, wie erwähnt, die Flügelelemente 1 in Strömungsrichtung angetrieben und laufen in der ersten Führung 2 bis zum rechten Umkehrbereich weiter. Die parallel angeordneten Stifte 1b, 1c der Aufhängung laufen damit zusammen in der Führung 2 bis sich die Führung 2 im Umkehrbereich in die beiden Führungen 2a, 2b aufteilt. Durch die starre Verbindung der Aufhängung mit der Flügelfläche 1a wird das Flügelelement 1 bei Erreichen des gekrümmten Abschnitts der Führung 2 geschwenkt, so daß eine Abwinklung der Flügelfläche 1a zur Strömungsrichtung erfolgt. Gelangt das entsprechende Flügelelement 1 an die Stelle, an welcher die Führung 2 in die Führungen 2a, 2b übergeht, läuft jeder der Stifte 1b, 1c der Aufhängung in jeweils einer der zweiten Führungen 2a, 2b weiter. Hierdurch wird erreicht, daß sich die jeweilige Flügelfläche 1a nach dem Abwinkeln im Umkehrbereich nicht wieder aufstellt, sondern ausgangs des Scheitelpunktes in einer horizontalen Stellung verbleibt, so daß die Flügelfläche 1a etwa parallel zur Strömungsrichtung liegt und so gegen die Strömungsrichtung mit minimalem Widerstand zurückgeführt werden kann. So zurückgeführt, wird die Flügelfläche im linken Umkehrbereich in 2 durch Zusammenführen der beiden Führungen 2a, 2b wieder aufgerichtet, wobei die Stifte 1b, 1c der Aufhängung an dieser Stelle wieder gemeinsam in der Führung 2 bewegt werden.
Der geschilderte Vorgang wiederholt sich für jedes Flügelelement, solange eine Wasserströmung vorliegt. Die in den Umkehrbereichen vorgesehenen Räder 4 werden bevorzugt mit einer Welle 6 gekoppelt, welche ggf. über ein Getriebe 6a mit einer Generatoreinheit oder dergleichen verbunden ist. Hindernisse wie Antriebswellen im Bereich der Wasserströmung können durch die erfindungsgemäße Anlage vermieden werden.

Claims

Wasserkraftanlage zur Platzierung im Fließgewässer mit einer Mehrzahl von Flügelelementen (1), welche entlang einer geschlossenen Bahn durch Druckbeaufschlagung mit einem strömenden Druckmedium beweglich geführt sind und deren Bewegung zur Umwandlung in elektrische Energie genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führung (2, 2a, 2b) für die Flügelelemente (1) vorgesehen ist, welche so ausgelegt ist, daß die in Strömungsrichtung bewegten Flügelelemente (1) mit ihren Flügelflächen (1a) im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung angestellt sind und daß die sich gegen die Strömungsrichtung bewegenden Flügelelemente (1) mit ihren Flügelflächen (1a) im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung orientiert sind.
Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelelemente (1) zwischen zwei Ketten oder Zahnriemen (3) in vorgegebenen Abständen voneinander relativ zu den Ketten oder Zahnriemen (3) drehbar angeordnet sind.
Wasserkraftanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kette oder jeder Zahnriemen (3) über zwei beabstandete Zahnräder (4) geführt wird.
Wasserkraftanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Zahnrad (4) mit einem Generator gekoppelt ist.
Wasserkraftanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelelemente (1) an den Stirnseiten zueinander und zu den Flügelelementen (1) in fester Lageposition befindliche Führungselemente (1b, 1c) aufweisen, welche in Führungen (2, 2a, 2b) geführt sind.
Wasserkraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (2, 2a, 2b) wenigstens einen ersten Abschnitt (2) und wenigstens zwei zweite Abschnitte (2a, 2b) aufweisen, wobei sich der erste Abschnitt (2) an einer ersten vorgegebenen Stelle in die zweiten Abschnitte (2a, 2b) aufteilt und die zweiten Abschnitte (2a, 2b) an einer zweiten vorgegebenen Stelle wieder zum ersten Abschnitt (2) zusammengeführt sind.
Wasserkraftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (1b, 1c) beim Durchlaufen des ersten Abschnitts (2) der Führung gemeinsam in diesem ersten Abschnitt (2) geführt sind und beim Durchlaufen der zweiten Abschnitte (2a, 2b) je ein Führungselement (1b) bzw. (1c) in je einem der zweiten Abschnitte (2b) bzw. (2a) geführt wird.