CH684430A5 - Arrangement with a water turbine - Google Patents

Abstract

The water turbine (13) is accommodated in a common housing (11) together with the generator (17), which is arranged on the same shaft (15). The housing has a grated inlet opening (33) and is inserted directly into a riverbed (channel) (5) and anchored by means of chains (27) or the like. Small amounts of water can already be employed to generate electrical power (energy). <IMAGE>

Description

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CH 684 430 A5 CH 684 430 A5

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Beschreibung description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung mit einer Wasserturbine gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. The present invention relates to an arrangement with a water turbine according to the preamble of patent claim 1.

Zur Gewinnung von elektrischer Energie aus fliessenden Gewässern ist es bekannt, den Flusslauf durch eine Mauer oder durch ein natürliches Hindernis aufzustauen und das aufgestaute Wasser durch eine entsprechende Leitung einer tiefergelegenen Turbine zuzuführen. Üblicherweise sind die Achsen der Turbinen vertikal angeordnet, und sie werden von oben nach unten durchströmt. To obtain electrical energy from flowing water, it is known to impound the course of the river through a wall or through a natural obstacle and to feed the accumulated water through a corresponding line to a lower-lying turbine. The axes of the turbines are usually arranged vertically and they are flowed through from top to bottom.

Seit Jahren regt sich in der Bevölkerung Widerstand gegen den Bau von Stauwehren bzw. gegen den Aufstau von Wasser, weil dadurch der natürliche Lauf der Gewässer flussaufwärts über einen grösseren Bereich zerstört und zusätzlich umliegendes Gebiet unter Wasser gesetzt wird. Die Nutzung von kleineren Gewässern für die Elektrizitätserzeugung wird dadurch verhindert. For years there has been resistance among the population against the construction of weirs or against the build-up of water, because this destroys the natural course of the water upstream over a larger area and additionally floods the surrounding area. This prevents the use of smaller bodies of water for electricity generation.

Andererseits müssen in entfernte Weiler auf Stangen verlegte Zuleitungen für die elektrische Energie gebaut werden, die über grosse Strecken die Landschaft verunstalten. On the other hand, supply lines for electrical energy laid on poles in distant hamlets must be built, which distort the landscape over long distances.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, kleinere Fliessgewässer für die Erzeugung von elektrischer Energie nutzbar zu machen, ohne dass dazu grössere Eingriffe in die Natur notwendig sind. The object of the present invention is to make smaller watercourses usable for the generation of electrical energy without the need for major interventions in nature.

Diese Aufgabe wird gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. This object is achieved according to the characterizing features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

Es gelingt mit der erfindungsgemässen Anordnung, die Wasserturbine samt dem dazugehörigen Generator kaum sichtbar im Gewässer anzuordnen. Der Bau von Staumauern und damit der Eingriff in die natürliche Umgebung entfällt vollständig. Die Turbinenanordnung kann in vorteilhafter Weise an kaum einsehbaren Stellen eines Gewässers verlegt und die von ihr erzeugte Energie zum nahegelegenen Verbraucher geführt werden. Probleme mit ungenügender Restwassermengen entfallen vollständig. Die Herstellung einer solchen Turbinenanordnung ist äusserst kostengünstig, da ausser den hydraulischen und elektrischen Aggregaten sowie der elektrischen Steuerung keine aufwendigen Installationen notwendig sind. Für die allenfalls in grösseren Abständen notwendige Wartung kann die gesamte Anordnung aus dem fliessenden Gewässer herausgehoben und im Werk überholt werden. Die gesamte Anlage kann beim Hersteller betriebsfertig montiert und einsatzbereit an den Wirkungsort gebracht werden. With the arrangement according to the invention, it is possible to arrange the water turbine and the associated generator barely visible in the water. The construction of dams and thus the intervention in the natural environment is completely eliminated. The turbine arrangement can advantageously be installed in places of water that are hardly visible and the energy generated by it can be conducted to the nearby consumer. Problems with insufficient residual water are completely eliminated. The manufacture of such a turbine arrangement is extremely cost-effective since, apart from the hydraulic and electrical units and the electrical control, no complex installations are necessary. The entire arrangement can be lifted out of the flowing water and overhauled in the factory for any maintenance that may be required at longer intervals. The entire system can be assembled ready for use by the manufacturer and brought to the site of operation ready for use.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with the aid of an illustrated embodiment. Show it:

Fig. 1 eine Aufsicht auf ein fliessendes Gewässer mit einer Turbinenanordnung und Fig. 1 is a plan view of a flowing body of water with a turbine arrangement and

Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie II-II in Fig. 1. FIG. 2 shows a cross section along line II-II in FIG. 1.

In einem Gewässer 1 z.B. einem Bach mit einer Böschung 3, einem Bachbett 5 und allenfalls zerstreut umherliegenden grossen und kleinen Steinen 7 oder festsitzenden Felsen 9 liegt eine in einem In a body of water 1 e.g. a brook with an embankment 3, a brook bed 5 and possibly scattered large and small stones 7 or stuck rocks 9 is one in one

Gehäuse 11 angeordnete Wasserturbine 13, die über eine gemeinsame Welle 15 mit einem Generator 17 zur Erzeugung elektrischer Energie verbunden ist. Der Generator 17 ist über eine Leitung 19 mit einer ausserhalb des Gewässers 1 angeordneten Verteilstation 21 verbunden. Die Turbine 13 ist in Figur 1 nur schematisch dargestellt und ist vorzugsweise aus bekannten Elementen der Turbinentechnik aufgebaut. Sie wird aus diesem Grunde nicht näher erläutert. Vorzugsweise können die Schaufeln 23 der Turbine verstellbar ausgebildet sein, um letztere selbsttätig an die momentane Wassermenge anzupassen. Housing 11 arranged water turbine 13 which is connected via a common shaft 15 to a generator 17 for generating electrical energy. The generator 17 is connected via a line 19 to a distribution station 21 arranged outside the water 1. The turbine 13 is shown only schematically in FIG. 1 and is preferably constructed from known elements of turbine technology. For this reason, it is not explained in more detail. The blades 23 of the turbine can preferably be designed to be adjustable in order to adapt the latter automatically to the current amount of water.

Das Gehäuse 11 ist rohrförmig ausgebildet und dient zugleich als Strömungsleitelement und als Tragvorrichtung der Turbine 11 sowie des Generators 17. Die entsprechenden Lagerungen für die Turbine 13 und den Generator 17 sind in der Fig. 1 nur andeutungsweise angegeben. Zur Verankerung der Turbinenanordnung auf dem Grund des Gewässers können seitlich Haltebügel 25 angebracht sein, an denen Ketten oder Tragseile 27 angreifen, deren anderes Ende am Grund 5 des Gewässers 1 durch einen Pfahl 29 oder an der Böschung 3 bzw. an einem Fels 9 verankert sind. Es ist auch möglich, die Anordnung durch bügeiförmige, in den Grund 5 getriebene Befestigungsmittel 31 im Gewässer zu sichern. The housing 11 is tubular and at the same time serves as a flow guiding element and as a supporting device for the turbine 11 and the generator 17. The corresponding bearings for the turbine 13 and the generator 17 are only indicated in FIG. 1. To anchor the turbine arrangement on the bottom of the body of water, holding brackets 25 can be attached to the side, on which chains or support cables 27 engage, the other ends of which are anchored to the bottom 5 of the body of water 1 by means of a pole 29 or on the slope 3 or on a rock 9 . It is also possible to secure the arrangement in the water by means of bow-shaped fastening means 31 driven into the bottom 5.

Das Gehäuse 11 kann eingangsseitig (Pfeil A) trichterförmig ausgebildet sein, wobei die Breite grösser als die Länge ausgebildet sein kann, um bei geringem Wasserstand h eine genügende Wassermenge der Turbine 13 zuführen zu können (vgl. in gebrochenen Linien dargestellter Eintrittsquerschnitt 33 in Fig. 2). Für den Wasseraustritt sind am Gehäuse 11 seitlich angeordnete Austrittsöffnungen 35 vorgesehen. Zum Schutz gegen Steine und Geröll ist die Öffnung 33 durch ein Gitter 37 überspannt. Das Gitter 37 kann in einer senkrecht zur Drehachse der Turbine 13 stehenden Ebene liegen oder, um heranrollendes Geröll abzuweisen, eine konische Gestalt haben und aus horizontal liegenden Stäben 34 bestehen. The housing 11 can be funnel-shaped on the inlet side (arrow A), the width being greater than the length in order to be able to supply a sufficient amount of water to the turbine 13 at a low water level h (cf. inlet cross-section 33 shown in broken lines in FIG. 2). Outlet openings 35 arranged laterally on the housing 11 are provided for the water outlet. To protect against stones and debris, the opening 33 is spanned by a grid 37. The grid 37 can lie in a plane perpendicular to the axis of rotation of the turbine 13 or, in order to repel rolling scree, have a conical shape and consist of bars 34 lying horizontally.

Claims (7)

PatentansprücheClaims 1. Anordnung mit einer Wasserturbine zur Gewinnung von elektrischer Energie aus einem fliessenden Gewässer, wobei die Turbine in einem die Wasserzuleitung und die Wasserableitung übernehmenden Gehäuse eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des von Wasser durchflos-senen Gehäuses (11) ein Generator (17) zur Erzeugung der elektrischen Energie eingesetzt und kraftschlüssig mit der Turbine (13) verbunden ist.1. Arrangement with a water turbine for the production of electrical energy from flowing water, the turbine being inserted in a housing which takes over the water supply and drainage, characterized in that a generator (17) within the housing (11) through which water flows ) is used to generate the electrical energy and is non-positively connected to the turbine (13). 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (17) auf der Turbinenwelle (15) aufgesetzt ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the generator (17) is placed on the turbine shaft (15). 3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11 ) einlaufseitig von einem Gitter (37) überspannt ist.3. Arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the housing (11) is spanned on the inlet side by a grid (37). 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (37) geneigt zur Flussrichtung (A) des Wassers angeordnet ist.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the grid (37) is arranged inclined to the direction of flow (A) of the water. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 22nd 33rd CH 684 430 A5CH 684 430 A5 dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (11) einlaufseitig Mittel zum Ausrichten des zumessenden Wassers auf die Schaufeln (23) der Turbine (13) angeordnet sind.characterized in that means for aligning the metering water to the blades (23) of the turbine (13) are arranged in the housing (11) on the inlet side. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (11) seitlich eine Wasseraustrittsöffnung (35) angebracht ist.6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that a water outlet opening (35) is attached to the side of the housing (11). 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (11) Bügel (25, 31) zum Verankern der Anordnung im Bett (5) eines Gewässers (1 ) angebracht sind.7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that brackets (25, 31) for anchoring the arrangement in the bed (5) of a body of water (1) are attached to the housing (11). 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 33rd