DE10035863B4 - Hydropower machine for energy extraction from falling waters - Google Patents

Abstract

Wasserkraftmaschine zur Energieentnahme aus fallenden Gewässern mit zwei Ketten, die jeweils über ein oberes und ein unteres Zahnrad gespannt sind, mit oben offenen Behältern, die zwischen den Ketten und an ihnen mit Haltestiften drehbar befestigt sind, sowie mit beabstandet von den Haltestiften angeordneten Führungsvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtungen aus jeweils zwei zueinander beabstandeten Führungsklötzen bestehen und dass die Ketten Führungsstifte aufweisen, die in den Zwischenraum zwischen den Führungsklötzen ragen, um die Schwenkbewegung der Behälter zu begrenzen.Water engine for energy extraction from falling waters with two chains, the each over an upper and a lower gear are stretched, with open top containers which is rotatably mounted between the chains and on them with retaining pins are, as well as with spaced from the retaining pins guide devices, characterized in that the guide devices from each consist of two spaced guide blocks and that the chains guide pins have, which protrude into the space between the guide blocks, to the pivoting movement of the container to limit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftmaschine zur Energieentnahme aus fallenden Gewässern, wie einem Bach oder einem oberen Flussbereich, welche im Wesentlichen aus umlaufenden Ketten mit daran befestigten, oben offenen Behältern besteht, wie sie beispielsweise aus der DE 36 10 82 C oder aus der US 41 51 719 bekannt ist. Derartige Wasserkraftmaschinen haben gegenüber Wasserturbinen oder Wasserrädern einige Vorteile, wie z. B.:

• – Aufwändige Gitter oder Siebanlagen können entfallen, da Laub, kleine Äste oder auch Fische über die Behälter in das Fluss- oder Bachbett transportiert werden, während größere Gegenstände durch in Fließrichtung angeordnete Metallstäbe o.ä. über den Einlauf hinweg abgeleitet, werden, dahinter in das Flussbett fallen und weiter schwimmen;
• – Unempfindlichkeit gegen Unwetter, da die Anlagen von größeren bzw. unkontrollierbaren Wassermassen einfach überströmt werden;
• – Bei der Errichtung der Anlagen sind in der Regel keine Erdbewegungen und/oder Wehranlagen erforderlich, dadurch relativ geringer Herstellungs-, Montage- und Wartungsaufwand bzw. -kosten;
• – Viele Teile können im Baukastensystem vorgefertigt werden, es muss im Wesentlichen nur noch die Kettenlänge und die Anzahl der Behälter auf die Fallhöhe des Wassers abgestimmt werden;
• – Gegenüber Turbinen bessere Ausnutzung geringer Wassermengen.

The invention relates to a water engine for energy extraction from falling waters, such as a stream or an upper river area, which consists essentially of circulating chains attached thereto, open-topped containers, such as those from the DE 36 10 82 C or from the US 41 51 719 is known. Such hydroelectric power plants have some advantages over water turbines or water wheels, such. B .:

• - Elaborate grids or screening plants can be omitted, as leaves, small branches or fish are transported through the container in the river or stream bed, while larger objects or the like arranged in the direction of flow metal rods. Be derived from the inlet, fall behind it into the riverbed and continue to swim;
• - Insensitivity to storms, as the plants are easily overflowed by larger or uncontrollable masses of water;
• - In the construction of plants usually no earth movements and / or weirs required, thereby relatively low manufacturing, assembly and maintenance costs or costs;
• - Many parts can be prefabricated in the modular system, it must essentially be matched only to the chain length and the number of containers on the drop height of the water;
• - Better utilization of small amounts of water compared to turbines.

Bei diesen Maschinen ist es jedoch erforderlich, dass die an der bzw. den Kette/n befestigten Behälter zum Befüllen bzw. Entleeren in eine Schwenkbewegung geführt werden, wobei der Schwenkwinkel jeweils begrenzt werden muss.at However, these machines require that the the chain / n attached container for filling or emptying be performed in a pivoting movement, wherein the pivot angle respectively must be limited.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Führung und Schwenkwinkelbegrenzung der an den Ketten befestigten Behälter. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wasserkraftmaschine mit den Merkmalen des einzigen Patentanspruchs. task The invention therefore provides a device for guide and Schwenkwinkelbegrenzung the attached to the chains container. These Task is solved by a hydropower machine with the features of the single claim.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschriebenen:One embodiment The invention is illustrated in the drawings and will be described in more detail below:

Es zeigen It demonstrate

1 Eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Wasserkraftmaschine; 1 A schematic representation of the hydropower machine according to the invention;

2 Eine Detailansicht zur Befestigung der Behälter. 2 A detail view for fixing the containers.

Wie in 1 dargestellt, besteht das Gerüst der Wasserkraftmaschine aus einer Trägerkonstruktion, die mit zwei Halteträgern an einer horizontalen Betonplatte einer vorhandenen Wehrmauer befestigt ist. Alternativ hierzu kann die Maschine auch direkt an der Wehrmauer befestigt werden.As in 1 shown, the framework of the water engine consists of a support structure which is attached with two support beams to a horizontal concrete slab of an existing weir wall. Alternatively, the machine can also be attached directly to the defensive wall.

Ein wesentliches Bestandteil der Maschine sind die beiden parallel zueinander angeordneten umlaufenden Ketten, die jeweils über ein oberes und ein unteres Zahnrad gespannt sind. Zwischen den beiden. Ketten und an ihnen befestigt sind hintereinander gereiht mehrere Behälter angeordnet. Die Behälter sind auf einer Seite offen und an den Ketten schwenkbar befestigt.One an essential part of the machine are the two parallel to each other arranged circulating chains, each with an upper and a lower Gear are stretched. Between the two. Chains and at them attached are arranged in succession arranged several containers. The containers are open on one side and pivotally attached to the chains.

Das aus einem Sturzbach o.ä. abgeleitete Wasser wird der vertikal angeordneten Wasserkraftmaschine über eine Wasserrinne und einen verstellbaren Einlauf auf der Seite der umlaufenden Kette zugeführt, auf der die Behälter mit der Öffnung nach oben angeordnet sind. Somit füllen sich dort die Behälter mit dem zufließenden Wasser. Durch den verstellbaren Einlauf ist eine Regulierung der zufließenden Wassermenge und damit der Leistungsabgabe der Maschine möglich. Anstelle der in 1 dargestellten Wasserrinne kann zur Zuführung des Wassers auch ein Wasserrohr o.ä. verwendet werden. Zur Ableitung überschüssigen Wassers ist am Ende der Wasserrinne (oder des Wasserrohres o.ä.) ein Überströmungskanal angeordnet, der dieses an der Wasserkraftmaschine vorbei und zurück in das tiefer liegende Flussbett leitet.That from a torrent o.ä. Inferred water is supplied to the vertical hydraulic motor via a gutter and an adjustable inlet on the side of the circulating chain on which the containers are arranged with the opening facing upwards. Thus, there fill up the container with the incoming water. Due to the adjustable inlet, it is possible to regulate the inflowing water quantity and thus the power output of the machine. Instead of in 1 gully can be used to supply the water and a water pipe o.ä. be used. For the discharge of excess water, an overflow channel is arranged at the end of the gully (or the water pipe or the like), which passes this past the water engine and back into the deeper riverbed.

Da sich am anderen Strang der Kette leere Behälter befinden, wird die Maschine durch die Gewichtskraft der mit Wasser befüllten Behälter in Bewegung versetzt. Dabei sinken die befüllten Behälter bis zum unteren Umkehrpunkt ab, wobei sie an den umlaufenden Ketten so befestigt und geführt sind, dass sie dort umgedreht werden. Dadurch kommt die offene Seite der Behälter nach unten zu liegen und das Wasser fließt aus ihnen heraus. Am oberen Umkehrpunkt findet zwangsläufig der umgekehrte Vorgang statt, so dass die offene Seite der Behälter wieder nach oben zu liegen kommt. Die Behälter werden somit durch das zufließende Wasser wieder befüllt und der beschriebene Vorgang läuft erneut ab. Es handelt sich somit sinngemäß um ein abwärts transportierendes Förderband, das das über ein Wehr o.ä. fließende oder aus einem Sturzbach abgeleitete Wasser in das tiefer liegende Flussbett senkt und so zur Energieerzeugung nutzt. Diese erfolgt dabei in üblicher Weise beispielsweise durch die Verwendung elektrischer Generatoren, die an die Ketten bzw. deren Umlenk-Zahnräder gekoppelt sind.There at the other strand of the chain empty containers are, the machine set in motion by the weight of the container filled with water. The filled ones sink Container until to the lower reversal point, taking on the circulating chains so attached and guided are that they are turned over there. This brings the open side the container to lie down and the water flows out of them. At the top Reversal point inevitably takes place the reverse process takes place, leaving the open side of the container again comes to lie up. The containers are thus by the inflowing Water refilled and the process described is running again. It is therefore mutatis mutandis to a transporting down Conveyor belt, that's about a weir or similar flowing or water derived from a torrent into the deeper riverbed lowers and thus uses it to generate energy. This takes place in the usual way For example, by using electrical generators, which are coupled to the chains or their deflection gears.

Aus 2 geht hervor, wie die Behälter an den Ketten befestigt sind. Hierfür befindet sich an den Behälterseiten im oberen Bereich, d.h. also auf der Seite der Öffnung, jeweils ein Halteklotz, in die ein an der Kette befestigter Haltestift so eingreift, dass der Behälter um diesen Lagerpunkt schwenkbar ist. Im unteren Bereich der Behälterseitenwände, also in der Nähe des Behälterbodens, sind jeweils zwei zueinander beabstandete Führungsklötze so angebracht, dass sie beidseits der Kette auf Höhe eines an der Kette befestigten Führungsstiftes liegen. Die Führungsklötze dienen als Anschläge für den Führungsstift, wobei der eine der beiden Führungsklötze die horizontale Positionierung der wassergefüllten absinkenden Behälter sicherstellt, während der andere der beiden Führungsklötze das Ausleeren bzw. das Umkippen der Behälter am unteren Umkehrpunkt der Ketten bewirkt (siehe Markierung „Entleerungsbeginn" in 2). Halte- und Führungsklötze sind dabei so angeordnet, dass die Behälter möglichst lange senkrecht hängen und erst direkt über dem Wasserspiegel ausgeleert werden. Durch die beiden beabstandet angeordneten Führungsklötze wird der Schwenkbereich der Behälter also auf ein optimales Maß begrenzt.Out 2 shows how the containers are attached to the chains. For this purpose, located on the container sides in the upper region, ie on the side of the opening, in each case a holding block, in which a retaining pin attached to the chain engages so that the container is pivotable about this bearing point. In the lower region of the container side walls, that is to say in the vicinity of the container bottom, in each case two mutually spaced guide blocks are arranged such that they lie on both sides of the chain at the level of a guide pin fastened to the chain. The guide blocks serve as stops for the guide pin, wherein one of the two guide blocks ensures the horizontal positioning of the water-filled sinking container, while the other of the two guide blocks causes the emptying or overturning of the container at the lower reversal point of the chains (see mark "emptying start" in 2 ). Holding and Führungsklötze are arranged so that the containers hang vertically as long as possible and are emptied only directly above the water level. By the two spaced guide blocks of the pivoting range of the container is thus limited to an optimum level.

Wie in 2 weiterhin erkennbar, kann der obere Bereich der Behälter zur besseren Befüllung aber auch zur besseren Entleerung breiter gestaltet sein als der Boden.As in 2 Furthermore, recognizable, the upper portion of the container for better filling but also for better emptying be made wider than the ground.

Claims (1)

Wasserkraftmaschine zur Energieentnahme aus fallenden Gewässern mit zwei Ketten, die jeweils über ein oberes und ein unteres Zahnrad gespannt sind, mit oben offenen Behältern, die zwischen den Ketten und an ihnen mit Haltestiften drehbar befestigt sind, sowie mit beabstandet von den Haltestiften angeordneten Führungsvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtungen aus jeweils zwei zueinander beabstandeten Führungsklötzen bestehen und dass die Ketten Führungsstifte aufweisen, die in den Zwischenraum zwischen den Führungsklötzen ragen, um die Schwenkbewegung der Behälter zu begrenzen.Hydropower for energy extraction from falling waters with two chains, each stretched over an upper and a lower gear, with open-topped containers, which are rotatably mounted between the chains and to them with retaining pins, as well as with spaced from the retaining pins guide devices, characterized characterized in that the guide devices each consist of two spaced-apart guide blocks and that the chains have guide pins which project into the intermediate space between the guide blocks in order to limit the pivoting movement of the containers.