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Die Erfindung betrifft ein Wasserkraftwerk zur Energiegewinnung, welches in Flussläufen anbringbar ist und mehrere auf Achsen gelagerte, an den Wasserstand anpassbare Wasserräder aufweist, wobei der Wasserzulauf in der unteren Hälfte der Wasserräder erfolgt und jede Achse einen Generator antreibt, wobei weiters die Achsen der Wasserräder in den Seitenwän-5 den einer Generatorenkammer gelagert sind.The invention relates to a hydroelectric power plant, which is attachable in rivers and has several mounted on axles, adaptable to the water level water wheels, the water inlet is in the lower half of the water wheels and each axis drives a generator, wherein further the axes of the water wheels in the Seitenwän-5 are stored a generator chamber.
Bei bekannten Wasserkraftwerken sind aufwendige Anlagen, wie Stauseen, Staumauern etc. notwendig. Bei Flusskraftwerken treten zusätzlich Schwierigkeiten bei unterschiedlichem Wasserstand auf, so dass Kraftwerke bei Hoch- oder Niedrigwasser oft abgeschaltet werden müs-io sen.In known hydroelectric plants complex plants, such as reservoirs, dams, etc. are necessary. For river power plants, additional difficulties occur with different water levels, so that power plants often have to be shut down in case of high or low water.
Aus der DE 198 17 550 A1 ist in diesem Zusammenhang eine Wasserkraftanlage bekannt geworden, bei welcher mehrere bootförmige Tragekörper im Flusslauf schwimmend angeordnet werden, welche mit durchgehenden Achsen verbunden sind. Auf den Achsen sind zwischen 15 den einzelnen Bootskörpern Wasserräder montiert, die von der natürlichen Wasserströmung angetrieben werden, wobei die gewonnene Energie mittels Generatoren in elektrische Energie umgewandelt wird. Mehrere derartige Wasserkraftwerke können in kurzem Abstand hintereinander im Flussbett angeordnet werden. Durch die Verwendung von Schwimmkörpern passt sich die Anlage automatisch an den jeweiligen Wasserstand an und ist auch bei Hochwasser ver-20 wendbar. Nachteilig ist lediglich die Tatsache, dass die Anlage bei Hochwasser Gefahr läuft, mitgerissen zu werden, sodass sich eine derartige Anordnung lediglich für kleinere Kraftwerke und ruhigere Fließgewässer eigenen wird. Ähnlich wie bei der DE 198 17 550 A1 ist auch aus der GB 165 339 A eine Wasserkraftanlage 25 bekannt, deren Wasserräder auf Schwimmkörpern (Pontons) gelagert sind.From DE 198 17 550 A1, a hydropower plant has become known in this connection, in which several boat-shaped carrying bodies are arranged to float in the course of the river, which are connected to continuous axes. On the axles, water wheels are mounted between the individual hulls, which are driven by the natural flow of water, whereby the energy gained is converted into electrical energy by means of generators. Several such hydroelectric power plants can be arranged in short distance behind each other in the riverbed. By using floats, the system adapts automatically to the respective water level and can even be turned on during floods. The disadvantage is only the fact that the system is at high risk of being carried away, so that such an arrangement is only for smaller power plants and quieter rivers own. Similar to DE 198 17 550 A1, a hydroelectric power plant 25 is also known from GB 165 339 A, whose water wheels are mounted on floats (pontoons).
Aus der DE 202 09 427 U1 ist ein Wasserrad bekannt, welches zur Stromerzeugung dient und an den jeweiligen Wasserstand angepasst werden kann. Das Wasserrad ist beidseitig gelagert, wobei sich die Achse des Wasserrades in einer Führung bewegt und mechanisch, hydraulisch 30 oder pneumatisch in der Höhe verstellt werden kann. Die Führungseinrichtung des Wasserrades wird dabei so hoch gebaut, dass selbst bei Höchststand des Gewässers die Möglichkeit besteht, das Wasserrad aus dem Wasser in eine Position anzuheben, in der man es unterqueren kann. Die Anbindung eines Generators, sowie die Kombination mehrerer Wasserräder zu einem Wasserkraftwerk ist allerdings in der DE 202 09 427 U1 nicht geoffenbart. 35From DE 202 09 427 U1 a water wheel is known, which serves to generate electricity and can be adapted to the respective water level. The water wheel is mounted on both sides, with the axis of the water wheel moves in a guide and can be adjusted mechanically, hydraulically 30 or pneumatically in height. The guiding device of the water wheel is built so high that even with the highest level of water, it is possible to raise the water wheel from the water to a position in which you can pass under it. The connection of a generator, as well as the combination of several water wheels to a hydroelectric power plant, however, is not disclosed in DE 202 09 427 U1. 35
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wasserkraftwerk der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, dass auch große Einheiten in Flussläufen mit häufig auftretendem Hochwasser sicher betrieben werden können. 40 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, die Generatorenkammer eine im Flussbett verankerte Grundplatte aufweist und in abgedichteten Führungsschlitzen der Seitenwände der Generatorkammer vertikal verschiebbare Dichtplatten angeordnet sind, welche von den Achsen der Wasserräder durchsetzt sind. 45 Gemäß vorliegender Erfindung weist somit das Kraftwerk eine massive Generatorenkammer auf, welche im Flussbett verankert ist. Die Wände der Generatorenkammer, sowie deren Grundplatte bestehen vorzugsweise aus Stahlbeton und weisen eine Höhe auf, die dem Wasserstand bei Hochwasser überragt. Das Innere der Generatorenkammer wird gegenüber dem Flusswasser durch die vertikal verschiebbaren Dichtplatten abgedichtet. Mehrere derartige Kraftwerke so können bevorzugt im Unterlauf von Staumauern nacheinander angeordnet sein.The object of the invention is to develop a hydroelectric power plant of the type described above such that even large units in rivers with frequent floods can be operated safely. This object is achieved according to the invention, the generator chamber has a base plate anchored in the riverbed and in sealing guide slots of the side walls of the generator chamber vertically displaceable sealing plates are arranged, which are penetrated by the axes of the water wheels. 45 According to the present invention, therefore, the power plant has a massive generator chamber, which is anchored in the riverbed. The walls of the generator chamber, and their base plate are preferably made of reinforced concrete and have a height that towers above the water level at high tide. The interior of the generator chamber is sealed against the river water by the vertically displaceable sealing plates. Several such power plants so may preferably be arranged in the lower reaches of dams in succession.
Erfindungsgemäß weist die Generatorenkammer im Bereich der Führungsschlitze in die Grundplatte der Generatorenkammer eingelassene, gegen das Eindringen von Wasser abgedichtete Schächte auf, welche bei Niedrigwasser die abgesenkten Dichtplatten aufnehmen. 55 3 AT 501 728 B1According to the invention, the generator chamber in the region of the guide slots in the base plate of the generator chamber recessed, sealed against the ingress of water shafts, which absorb the lowered sealing plates at low water. 55 3 AT 501 728 B1
Erfindungsgemäß ist eine von einem Wasserstandsensor gesteuerte, elektromotorische, pneumatische oder hydraulische Hebeeinrichtung zur Höhenverstellung jeder Einheit aus Wasserrädern samt dem jeweils zugeordneten Generator vorgesehen. 5 Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind insbesondere bei einer Anordnung von mehreren Wasserrädern auf einer Achse mit der Hebeeinrichtung verbundene Tragarme vorgesehen, an welchen die Achse der Wasserräder außerhalb der Generatorenkammer zusätzlich gelagert ist. io Erfindungsgemäß können zumindest an den äußeren Enden der Tragarme Leiteinrichtungen zur Wasserführung vorgesehen sein.According to the invention, a controlled by a water level sensor, electromotive, pneumatic or hydraulic lifting device for height adjustment of each unit of water wheels, including the respective associated generator is provided. According to an advantageous embodiment of the invention, in particular in an arrangement of a plurality of water wheels on a shaft connected to the lifting device supporting arms are provided, on which the axis of the water wheels outside the generator chamber is additionally stored. According to the invention, guide devices for water guidance can be provided at least at the outer ends of the support arms.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von teils schematischen Zeichnungen näher erläutert. 15 Es zeigen Fig. 1 eine Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Wasserkraftwerks in einer dreidimensionalen Darstellung, Fig. 2 Details des Wasserkraftwerks gemäß Fig. 1, sowie Fig. 3 Details einer zweiten Ausführungsvariante des Wasserkraftwerks ebenfalls in einer dreidimensionalen Darstellung. 20 Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Wasserkraftwerk weist eine Generatorenkammer 1 auf, die im Wesentlichen aus einer im Flussbett verankerten Grundplatte 2 und Seitenwänden 3 besteht, die am vorderen Ende in einer strömungsgünstigen Form zusammengefasst sind. In den Seitenwänden 3 der Generatorenkammer 1 sind mit Dichtungen 5' abgedichtete Führungsschlitze 4 angeordnet, in welchen vertikal verschiebbare Dichtplatten 5 angeordnet sind. Die 25 Dichtplatten 5 werden von den Achsen 6 der Wasserräder 7 durchsetzt, wobei in der dargestellten Ausführungsvariante pro Achse 6 auf jeder Außenseite der Generatorenkammer 1 zwei Wasserräder 7 angeordnet sind. Es sind auch andere Ausführungsvarianten mit nur einem Wasserrad 7 auf jeder Seite bzw. mit mehreren Wasserrädern möglich. In bestimmten Abständen wird der Innenraum der Generatorenkammer 1 durch Zwischenwände 22 unterteilt, an 30 welchen sich die Seitenwände 3 abstützen.The invention will be explained in more detail below with reference to partly schematic drawings. 1 shows an overall view of the hydroelectric power plant according to the invention in a three-dimensional representation, FIG. 2 shows details of the hydroelectric power plant according to FIG. 1, and FIG. 3 shows details of a second embodiment of the hydroelectric power plant also in a three-dimensional representation. The hydroelectric power station shown in FIGS. 1 and 2 has a generator chamber 1, which essentially consists of a base plate 2 anchored in the riverbed and side walls 3, which are combined in a streamlined shape at the front end. In the side walls 3 of the generator chamber 1 with sealing 5 'sealed guide slots 4 are arranged, in which vertically displaceable sealing plates 5 are arranged. The 25 sealing plates 5 are penetrated by the axes 6 of the water wheels 7, wherein in the illustrated embodiment per axis 6 on each outer side of the generator chamber 1, two water wheels 7 are arranged. There are also other variants with only one water wheel 7 on each side or with multiple water wheels possible. At certain intervals, the interior of the generator chamber 1 is divided by intermediate walls 22, to which the side walls 3 are supported.
Jede der Achsen 6 treibt einen Generator 8 an, welche im Inneren der trockenen Generatorenkammer 1 angeordnet ist. Die jeweils einer Achse 6 zugeordneten Einheit aus Wasserrädern 7 und Generator 8 kann mit einer elektromotorischen, pneumatischen oder hydraulischen Hebe-35 einrichtung 9, welche an beiden Innenseiten der Seitenwände 3 angeordnet sind, an den jeweiligen Wasserstand angepasst werden. Dazu ist an der Außenseite der Seitenwände 3 oder der Dichtplatten 5 ein vor Spritzwasser geschützter Wasserstandsensor 10 angeordnet, welche die Hebeeinrichtung 9 steuert. 40 Die Generatorenkammer 1 weist im Bereich der Führungsschlitze 4 jeweils Schächte 11 auf, die in die Grundplatte 2 der Generatorenkammer eingelassen sind und gegen das Eindringen von Wasser mit einer Schutzeinrichtung 18 abgedichtet sind. Die Schächte 11 dienen dazu, die bei Niedrigwasser abgesenkten Dichtplatten 5 aufzunehmen. Den Schächten 11 sind Pumpen 12 zugeordnet, mit welchen eingedrungenes Wasser in den Flusslauf zurück gepumpt werden 45 kann.Each of the axles 6 drives a generator 8, which is arranged inside the dry generator chamber 1. The respective one axis 6 associated unit of water wheels 7 and generator 8 can with an electric motor, pneumatic or hydraulic lifting device 35, which are arranged on both inner sides of the side walls 3, are adapted to the respective water level. For this purpose, on the outside of the side walls 3 or the sealing plates 5 a protected against splashing water level sensor 10 is arranged, which controls the lifting device 9. 40 The generator chamber 1 has in the region of the guide slots 4 each of shafts 11, which are embedded in the base plate 2 of the generator chamber and sealed against the ingress of water with a protective device 18. The shafts 11 serve to receive the lowered at low water sealing plates 5. The wells 11 are associated with pumps 12, with which penetrated water can be pumped back into the river 45.
Insbesondere bei der Verwendung von mehreren Wasserrädern 7 auf jeder Seite der Generatorenkammer 1 können Tragarme 13, vorzugsweise aus einem Leichtmetall, verwendet werden, an welchen die Achsen 6 der Wasserräder 7 außerhalb der Generatorenkammer 1 zusätzlich so gelagert sind. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsvariante sind an den äußeren Enden der Tragarme 13 Leiteinrichtungen 14 zur Wasserführung angeordnet. Die Leiteinrichtungen sind leicht schräg gestellt und schützen die Wasserräder vor Treibgut. Am Anströmende ist das Kraftwerk ebenfalls durch eine Auffangeinrichtung 15 geschützt, um Treibgut von der Anlage fern zu halten. 55In particular, when using several water wheels 7 on each side of the generator chamber 1 support arms 13, preferably made of a light metal, can be used, to which the axes 6 of the water wheels 7 are also stored outside the generator chamber 1. In the embodiment shown in FIG. 1 13 guide means 14 are arranged to the water supply at the outer ends of the support arms. The baffles are slightly inclined and protect the water wheels from flotsam. At the head of the power plant is also protected by a catcher 15 to keep flotsam away from the plant. 55