DE271300C

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Publication number: DE271300C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVl 271300/-KLASSE 84«. GRUPPE - JVl 271300 / - CLASS 84 «. GROUP

in DORNBIRN und OTTO SOMMER in WIEN.in DORNBIRN and OTTO SOMMER in VIENNA.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Mai 1911 ab.Patented in the German Empire on May 25, 1911.

BeiWasserkraftanlagen mit stark schwankendem Kraftbedarf werden bekanntlich mit Vorteil Vorratbehälter zur Aufspeicherung der jeweils überschüssigen Wassermassen und Wiederabgabe bei eintretendem Mehrbedarf angewendet. Die Wirkung solcher Vorratbehälter ist um so günstiger, je näher sie dem Einlauf der zu den Wasserkraftmaschinen führenden Druckrohrleitung angeordnet werden, da inIn hydropower plants with strongly fluctuating Power requirements are known to be advantageous with storage tanks for storing each applied to excess water masses and re-release when additional demand occurs. The effect of such storage containers is all the more favorable the closer they are to the inlet the pressure pipeline leading to the water power machines are arranged, as in

ίο diesem Fall die Oberwasserzuleitung zwischen Wasserfassung und Vorratbehälter nur für den durchschnittlichen statt für den höchsten Wasserdurchfluß bemessen zu werden braucht.ίο in this case the head water supply between Water intake and storage tank only for the average instead of the highest Water flow needs to be measured.

Man hat deshalb vielfach bei Wasserkraftanlagen, deren Oberwasserzuleitung in einem offenen Kanal oder einem nicht unter Druck stehenden unterirdischen Stollen (Freispiegelstollen) besteht, das Wasserschloß unmittelbar als Vorratbehälter ausgebildet.One has therefore often with hydropower plants, their headwater supply in one open channel or a non-pressurized subterranean tunnel (gravity tunnel) exists, the surge tank is designed directly as a storage container.

Bei solchen Wasserkraftanlagen, welche an der Wasserfassung oder in deren Nähe (zur Aufbesserung des Niederwassers) einen größeren Speicher besitzen, wobei der Stauspiegel im Speicher bedeutenden Schwankungen unterworfen ist und der unter dem tiefsten Stauspiegel wegführende Zuleitungsstollen bei ganz oder teilweise gefülltem Speicher unter einem beträchtlichen Überdruck steht, stieß jedoch bisher die Ausbildung des Wasserschlosses als Vorratbehälter auf Schwierigkeiten, da man durch den veränderlichen Wasserstand gezwungen war, entweder im Wasserschloß selbst ein Vielfaches des benötigten Wasservorrates unterzubringen, damit der Inhalt bei jedem Wasserstand verfügbar war, oder aber, wenn man den Wasservorrat nur unter dem tiefsten Stauspiegel im Speicher angeordnet hätte, infolge des großen Höhenunterschiedes bei Entleerung des Zwischenbehälters eine unzulässige Erhöhung der Geschwindigkeit im Druckstollen in Kauf zu nehmen.In the case of such hydropower plants, which are located at or near the water intake (for Improvement of the low water) have a larger reservoir, with the reservoir level in the Storage is subject to significant fluctuations and is below the lowest reservoir level Feeding tunnel leading away when the storage tank is completely or partially filled under one there is considerable overpressure, but so far the formation of the water tower as Storage tank on difficulties, as you are forced by the changing water level was, either in the water lock itself a multiple of the required water supply so that the content was available at every water level, or when one would have arranged the water supply only below the deepest reservoir level in the storage tank, as a result the large height difference when emptying the intermediate container an impermissible Increase in speed in the pressure tunnel must be accepted.

Man hat aus diesen Gründen bisher vorgezogen, bei Wasserkraftanlagen mit Speicher und veränderlicher Betriebwasserentnahme den Druckstollen zwischen Speicher und Wasserschloß für die Höchstwasserzuführung auszuführen, was naturgemäß (namentlich z. B. bei Bahnkraftwerken) erhebliche Mehrkosten verursacht hat.For these reasons, preference has so far been given to hydropower plants with storage and variable operating water extraction the pressure tunnel between the storage tank and the surge tank for the maximum water supply, which naturally causes considerable additional costs (e.g. in the case of rail power stations) Has.

Die nachstehend beschriebene Erfindung ermöglicht auch bei Wasserkraftanlagen mit Hauptspeicher den Wasservorrat zur Ausgleichung der Kraftschwankungen im Wasserschloß selbst unterzubringen, den Vorrat hierbei auf das jeweils zur Deckung des Mehrbedarfs unmittelbar nötige Ausmaß zu beschränken und die infolge der erhöhten Spannung zwischen Speicher und Zwischenbehälter auftretende Wassergeschwindigkeit in gewünschten, für den Sonderfall zweckmäßigen Grenzen zu regeln.The invention described below also allows with hydropower plants Main storage the water supply to compensate for the force fluctuations in the surge tank to accommodate yourself, the stock here to cover the additional requirements to limit the extent that is immediately necessary and those occurring as a result of the increased voltage between the storage tank and the intermediate container To regulate the water speed in the desired, for the special case expedient limits.

In den Zeichnungen veranschaulicht Fig. 1In the drawings, FIG. 1 illustrates

ein Ausführungsbeispiel einer derartigenWasserkraftanlage im Längsschnitt. Fig. 2 stellt eine Vorrichtung zur Betätigung der in dem Druckstollen oder in dem Wasserschloß eingebauten Drosselung dar. Die Fig. 3 und 4 zeigen diese Regelvorrichtung in größerem Maßstabe, und zwar in senkrechtem Schnitt und in der Aufsicht. an embodiment of such a hydropower plant in longitudinal section. Fig. 2 illustrates a Device for actuating the built-in in the pressure tunnel or in the surge tank Throttling. FIGS. 3 and 4 show this control device on a larger scale, and although in a vertical section and in the top view.

In Fig. ι bezeichnet α den Speicher, unter dessen tiefstem Stauspiegel NW der Druckstollen b austritt; er führt zu dem Wasserschloß w, an das sich ein mit einem Pufferschacht c zu einem Ganzen verbundener, als eine geräumige Kammer ausgestalteter Zwischenbehälter d anschließt, aus welchem die Leitung f zum Krafthaus abzweigt. Der Zwischenbehälter d, der für vorübergehenden Mehrbedarf an Betriebwasser bestimmt ist, liegt so tief, daß er bei jedem Stande im Speicher a gefüllt ist.In Fig. Ι α denotes the memory, below the lowest reservoir NW of the pressure tunnel b exits; it leads to the surge tank w, which is connected to an intermediate tank d connected to a buffer shaft c and designed as a spacious chamber, from which the line f branches off to the power house. The intermediate tank d, which is intended for temporary additional demand for service water, is so deep that it is filled at every level in the memory a.

Im Wasserschloß w ist ein Drosselglied g eingebaut, das durch den Wasserstand oder Wasserdruck derart selbsttätig geregelt wird, daß die Zuflußgeschwindigkeit im Druckstollen b nicht zu groß wird. A throttle member g is installed in the water lock w , which is automatically regulated by the water level or water pressure in such a way that the inflow speed in the pressure tunnel b does not become too great.

Dieses Drosselglied, welches eine Klappe, ein Schieber o. dgl. sein kann, soll durch die in Fig. 2 schematisch und in den Fig. 3 und 4 näher dargestellte Vorrichtung geregelt werden.This throttle member, which can be a flap, a slide o in Fig. 2 schematically and in Figs. 3 and 4 shown in more detail device can be controlled.

Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Wasserdruckzylindern M₁ und m₂ mit einer gemeinsamen Kolbenstange i und einem Steuerventil S₁. Die Kolbenstange i ist mit der Drosselklappe g durch ein Kuppelungsglied H₁ und eine Welle χ verbunden. Ferner ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die sich aus einem Druckzylinder t mit darin verschieblichem Kolben u und einem auf den Kolben u und auf einen bei W₁ drehbaren Winkelhebel w wirkenden Gegengewicht ν zusammensetzt. Außerdem ist eine Steuerung für das Ventil S₁ vorgesehen, die sich aus einer auf der gemeinsamen Kolbenstange i der Druckzylinder m_x und m₂ angebrachten Hubkurve 0, einer auf diese gleitenden, den Stützpunkt eines zweiarmigen Hebels A₃ bildenden Stange η und einem auf letzterer angebrachten Belastungsgewicht b₂ zusammensetzt. This device consists essentially of two water pressure cylinders M ₁ and M ₂ with a common piston rod i and a control valve S ₁ . The piston rod i is connected to the throttle valve g by a coupling member H ₁ and a shaft χ . Furthermore, a control device is provided which is composed of a pressure cylinder t with a piston u displaceable therein and a counterweight ν acting on the piston u and on an angle lever w rotatable at W ₁ . In addition, a control for the valve S _{1 is} provided, which consists of a lift curve 0 mounted on the common piston rod i of the pressure cylinders m _x and m ₂ , a rod η sliding on this, forming the support point of a two-armed lever A _3, and a rod η on the latter attached loading weight b ₂ composed.

Der Zylinder t steht durch ein Rohr s mit dem Zwischenbehälter d in Verbindung, so daß der Kolben u dem veränderlichen Wasserdruck im Zwischenbehälter d ausgesetzt ist, und zwar so, daß er unter dessen Einwirkung sowie unter Einwirkung des Gegengewichts ν für jeden Wasserdruck im Zwischenbehälter d eine bestimmte Stellung einnimmt. Die Bewegungen des Kolbens u werden durch den zweiarmigen Hebel h₃ auf das Steuerventil S₁ übertragen, welches dem Wasser den Weg aus der vom Stollen b abzweigenden Leitung m₃ zu dem Druckzylinder M₁ bzw. m₂ öffnet. Diese Hilfskraftmaschine wird nun die Drosselklappe g so lange im einen oder anderen Sinne verstellen, bis die Steuerung ο, η, b₂, h₃ das Ventil S₁ wieder in die Mittellage zurückgeführt hat. Es entspricht also jeder Stellung des Kolbens u eine bestimmte Stellung der Hilfskraftmaschine,· somit jedem Wasserdruck im Zwischenbehälter d eine bestimmte öffnung der Drosselvorrichtung.The cylinder t is connected to the intermediate container d through a pipe s, so that the piston u is exposed to the variable water pressure in the intermediate container d, in such a way that, under its action and under the action of the counterweight ν , it is exposed to each water pressure in the intermediate container d occupies a certain position. The movements of the piston u are transmitted by the two-armed lever h ₃ to the control valve S ₁ , which opens the path for the water from the line m ₃ branching off from the tunnel b to the pressure cylinder M ₁ or m _2. This auxiliary engine will now adjust the throttle valve g in one sense or the other until the controller ο, η, b ₂ , h _{3 has returned} the valve S ₁ to the central position. Each position of the piston u corresponds to a specific position of the auxiliary power machine, and thus to each water pressure in the intermediate tank d a specific opening of the throttle device.

Das Gegengewicht ν sowie sein Angriffspunkt W₁ sind verstellbar angeordnet, um die Vorrichtung verschiedenen Anfangsdrücken im Zwischenbehälter d anpassen zu können.The counterweight ν and its point of application W ₁ are arranged to be adjustable in order to be able to adapt the device to different initial pressures in the intermediate container d.

An Stelle des Zylinders mit Kolben kann auch ein Schwimmer mit geeigneter Übertragungsvorrichtung zur Einstellung der Drosselklappe verwendet werden.Instead of the cylinder with piston, a float with a suitable transmission device can also be used can be used to adjust the throttle valve.

In Fällen, in welchen bei höherem Wasserstande im Speicher α der durch die Entnahme von Betriebwasser aus dem Zwischenbehälter entstehende Gefällverlust vermindert werden soll, werden in höherem Teile des Wasserschlosses ein oder mehrere weitere Zwischenbehälter e (Fig. 1) angeordnet.In cases in which, when the water level in the reservoir α is higher, the loss in gradient caused by the removal of service water from the intermediate tank is to be reduced, one or more additional intermediate tanks e (FIG. 1) are arranged in the higher part of the surge tank.

Claims

85 patent claims:

1. Hydropower plant with storage, pressure tunnel and a water lock serving as an expansion tank and buffer shaft, characterized in that the chamber (d) connected to the buffer shaft (c ) only extends up to the lowest level of the memory (a) , wherein in the pressure tunnel (b ) or a throttle element (g) is installed in the surge tank, which automatically keeps the inflow speed in the pressure tunnel (b) within permissible limits when water is withdrawn from chamber (d).

2. Wasserkraftaplage according to claim 1, characterized in that the chamber (d) one or more auxiliary containers (e) are attached.

3. Control device for water power plants according to claim 1 or 2, characterized by a piston (u) adjustable on the one hand by the pressure of the water flowing out of the chamber (d) and on the other hand by a counterweight (v ), which an auxiliary motor setting the throttle member (g) (m _x , m ₂ , i) controls, and its position can be adapted to different initial pressures in the chamber (d) by changing the counterweight (v).

1 sheet of drawings,