WO2004097211A9 - Wasserradmotor - Google Patents

Abstract

Ein Wasserradmotor besthehend aus einer unter dem Rad (5) angeordneten Zuflussvorrichtung (1) und einer unter dem Rad (5) angeordneten Abflussvorrichtung (6), wobei das Rad (5) drehbar um die Rotationsachse (18) gelagert ist und an dem Rad Schaufeln (4) befestigt sind, die Gleichdruckschaufeln sind. Alle Punkte des Rads (5) und der Gleichdruckschaufeln (4) sich in einem Abstand, der grösser als oder gleich Null ist, über der Ebene (21) befinden, die mit der Ebene (19) identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene (19), die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung (6) abgrenzt, parallel ist. Auf die Gleichdruckschaufeln (4) die Achse (2) der Zuflussvorrichtung gerichtet ist (1) und das Rad (5) eine vertikale, horizontale oder schiefe Rotationsachse (18) hat.

Description

Wasserradmotor Bereich der Technik

Die technische Lösung betrifft eine Anlage zur Umwandlung des hydroenergetischen Wasserlaufpotenzials in mechanische Energie mit der Möglichkeit einer weiteren Energieumwandlung in eine andere Form.

Bisheriger Stand der Technik

Gegenwärtig werden weltweit viele Arten von Anlagen zur Umwandlung des hydroenergetischen Wasserlaufpotenzials in mechanische Energie mit der Möglichkeit einer weiteren Energieumwandlung in eine andere Form genutzt. Nach der Konstruktion und der Art der Energieumwandlung werden diese in Wasserräder und Wasserturbinen unterteilt. Es gibt von unten angetriebene (unterschlächtige), von der Mitte und von oben angetriebene (oberschlächtige) Wasserräder. Oberschlächtige Wasserräder nutzen die potenzielle Wasserenergie; es sind Becherräder, die zwischen dem Oberwasser und dem Unterwasser rotieren. Das Oberwasser strömt in die Becher und durch das Drehen des Wasserrads durch das Wassergewicht fließt das Wasser auf die Unterwasserfläche aus. Die Arbeitsbedingungen der oberschlächtigen Wasserräder sind folgende: Fallhöhe von 3 bis 12 m, Durchfluss von 0,3 bis 1,0 m³.s^"1. Von der Mitte angetriebenen Wasserräder und unterschlächtige Wasserräder sind Schaufelräder, deren Drehachse sich oberhalb des Unterwassers befindet und die Schaufeln nehmen die Energie vom Wasser durch das Mitreiften im Unterwasserstrom, der durch den Oberwasserzufluss verursacht wird, auf. Von der Mitte angetriebene Wasserräder nutzen teilweise die potenzielle und teilweise die kinetische Energie des Wassers, das etwa auf dem Niveau der Wasserraddrehachse zwischen die Radschaufeln fließt. Vertreter sind das Sagebien-Rad, Zuppinger-Rad und Piccard-Rad. Unterschlächtige Wasserräder nutzen nur die kinetische Energie des Wassers, das im unteren Radbereich zwischen die Radschaufeln tangential fließt. Ein Vertreter ist das Poncelet-Rad. Die Wasserradschaufeln sind plan, oder in ihrer zur Wasserraddrehachse senkrechten Ebene mäßig gewölbt. Die Arbeitsbedingungen der von der Mitte angetriebenen und unterschlächtigen Wasserräder sind folgende: Fallhöhe von 0,5 bis 4,0 m, Durchfluss von 0,5 bis 4,0 m³.s^"1. Die Wirkungsgrade aller Wasserräder liegen im Bereich von 60 bis 70 %. Die Vorteile der Wasserräder sind ihre Einfachheit und ihr niedriger Preis. Die Nachteile sind ihr niedriger Wirkungsgrad und der kleine Arbeitsbereich. Der niedrige Wirkungsgrad wird durch die Schaufelform und den Widerstand beim Mitreißen im Wasser verursacht. Der kleine Arbeitsbereich geht auf die Abhängigkeit der Wasserradabmessungen von der Fallhöhe zurück. Wasserturbinen werden nach der Art der Wasserenergienutzung in Gleichdruck- und Überdruckturbinen und nach der Richtung des Wasserflusses durch die Turbine in Radial-, Axial-, radial-axiale, Diagonal-, Tangential-, Querfluss- und Doppelflussturbinen unterteilt. Die Gleichdruckturbinen, die Pelton-Turbine und die Bänki-Turbine entnehmen dem Wasser seine kinetische Energie. Die Pelton-Turbine ist eine Tangentialturbine. Das Wasser wird durch eine Druckleitung mit einer Düse am Ende zugeführt, wo die Wasserdruckenergie in die kinetische Energie umgewandelt wird, und das Wasser strömt tangential auf die räumlich geformten, am Rotorumfang befindlichen Turbinenschaufeln. Der Turbinenrotor dreht sich in der Luft über dem Unterwasserspiegel. Die Drehachse kann sowohl horizontal, als auch vertikal sein. Ihre Arbeitsbereiche sind folgende: Fallhöhe von 30 bis 900 m, Durchfluss von 0,02 bis 1 ,0 m³.s^'1. Der Wirkungsgrad liegt bei bis zu 91 %. Die Bänki-Turbine mit einem doppelten Radialdurchfluss durch ein Schaufelrad hat eine horizontale Drehachse. Die Schaufeln entnehmen die kinetische Energie dem Wasser, das aus einer Regelklappe unmittelbar über dem Turbinenrad herausfließt. Ihre Arbeitsbedingungen sind folgende: Fallhöhe von 1,5 bis 50 m, Durchfluss von 0,02 bis 1,5 m³.s^"1. Der Wirkungsgrad liegt bei bis zu 85 %. Die grundlegenden Vertreter der Überdruckwasserturbinen sind die Kaplan-Turbine, die Francis-Turbine und ihre verschiedenen Modifikationen, z. B. die sogenannte Flügelradturbine oder Saugturbine. Die Kaplan-Turbine ist eine Axialturbine. Ihre Arbeitsbedingungen sind folgende: Fallhöhe von 1,5 bis 75 m, Durchfluss von 0,2 bis 20 m³.s^"1. Der Wirkungsgrad liegt im Bereich von 88 bis 95 %. Die Franzis-Turbine ist eine radial-axiale Turbine. Ihre Arbeitsbedingungen sind folgende: Fallhöhe von 10 bis 400 m, Durchfluss von 0,05 bis 15 m³.s^"1. Der Wirkungsgrad liegt im Bereich von 88 bis 95 %. Die Vorteile der Wasserturbinen sind der große Arbeitsbereich und der höhere Wirkungsgrad. Ihre Nachteile sind die Kompliziertheit der Anlagen und der hohe Preis. Wesen der technischen Lösung

Die entworfene technische Lösung, der Wasserradmotor zur energetischen Nutzung des hydroenergetischen Wasserstrompotenzials, bestehend aus einer Zuflussvorrichtung, einer Abflussvorrichtung, einem Rad und am Rad befestigter Gleichdruckschaufeln, wobei das Rad drehbar um die Rotationsachse gelagert ist, verbindet die Wasserradvorteile, die Einfachheit und den niedrigen Preis, mit den Wasserturbinenvorteilen, dem höheren Wirkungsgrad und dem großen Arbeitsbereich. Das um seine eigene Drehachse rotierende Rad mit befestigten Gleichdruckschaufeln hat eine solche Position gegenüber der Abflussvorrichtung, dass alle ihre Punkte sich in einem Abstand, der größer als oder gleich Null ist, über der Ebene befinden, die mit der Ebene identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene, die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung abgrenzt, parallel ist. Die Drehachse des Gleichdruckschaufelrads kann vertikal, horizontal oder schief sein. Die Zuflussvorrichtung leitet durch ihre Form und die Position ihrer Achse gegenüber dem Gleichdruckschaufelrad den durch das hydroenergetische Potenzial des Wassers verursachten Wasserstrom auf die am Rad befestigten Gleichdruckschaufeln. Die Gleichdruckschaufeln entnehmen dem Wasser durch die Kraftwirkung des Wassers, das auf die Gleichdruckschaufeln strömt die kinetische Energie und wandeln diese in die mechanische Energie der Drehbewegung des Rads, an dem sie befestigt sind, um. Die Gleichdruckschaufeln bestimmen durch ihre Form, Größe, Anordnung gegenüber dem Wasserstrom, Richtung, Bahnform und relative Geschwindigkeit ihrer Bewegung gegenüber dem Wasserstrom den Wirkungsgrad der Umwandlung der kinetischen Energie in die mechanische Energie. Durch seine Konstruktion ermöglicht das Rad eine weitere Übertragung der Energie seiner Drehbewegung, die über die Gleichdruckschaufeln von der kinetischen Energie des Wassers gewonnen wurde, auf andere technische Anlagen. Der von der Zuflussvorrichtung auf die Gleichdruckschaufeln des Rads geleitete Wasserstrom ist nach der Abgabe der kinetischen Energie von den Gleichdruckschaufeln des Rads durch einen Fall auf den Unterwasserspiegel, die mit der Ebene identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene, die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung abgrenzt parallel ist, gerichtet. Zeichnungsbilderübersicht

Die Fig. 1 zeigt das Schema des Wesens der technischen Lösung des Wasserradmotors. Die Fig. 2 zeigt ein kleines Wasserkraftwerk mit einer Zuleitungsrinne, einem Druckschacht und einem Wasserrad mit einer horizontalen Drehachse. Die Fig. 3 zeigt ein kleines Wasserkraftwerk mit einer Zuleitungsrinne, einem Druckschacht und einem Wasserrad mit einer vertikalen Drehachse. Die Fig. 4 zeigt ein kleines Wasserkraftwerk mit einer Zuleitungsrinne, einer Schussrinne und einem Wasserradmotor mit einer horizontalen Drehachse. Die Fig. 5 zeigt ein kleines Wasserkraftwerk, bei dem der Wasserstrom mit einem Dammbalken aus Stahl gestaut wird, mit vier gesonderten Wasserradmotoren mit einer horizontalen Drehachse. Die Fig. 6 zeigt ein kleines Wasserkraftwerk an einer Überfallstauanlage im Wasserstrom mit einem Wasserradmotor mit einer vertikalen Drehachse. Die Fig. 7 zeigt eine Bewässerungsanlage an einer Überfallstauanlage mit einem Wasserradmotor mit einer horizontalen Drehachse. Die Fig. 8 zeigt ein kleines Wasserkraftwerk an einer Überfallstauanlage im

Wasserstrom mit Dammbalken aus Stahl mit einem Wasserrad motor mit einer horizontalen Drehachse.

Umsetzungsbeispiele

Die entworfene technische Lösung nach Fig. 2 wurde bei der Konstruktion eines kleinen Wasserkraftwerks der Kategorie Mikrokraftwerk mit einer Fallhöhe von 2,8 m, einem Durchfluss von 0,125 bis 1 ,0 m³.s"¹ und einer installierten Leistung von 22 kW verwendet. Die Anlage nach Fig. 2 besteht aus einer Oberwasserzuleitungsrinne 3, einem Druckschacht 12, einer Zuflussregelvorrichtung 1, einem Schwimmregler V_ der Zuflussvorrichtung 1, am Wasserrad 5 mit einer horizontalen Drehachse 18 befestigten Gleichdruckschaufeln 4, einer Abflussvorrichtung 6, einem Reibgetriebe 7, einem Generator 8, dem elektrischen Teil des Mikrokraftwerkes 9 und einem Tragrahmen der Anlage 10. Das Wasser wird von der Abnahmestelle über eine Oberwasserzuleitungsrinne 3 in den Druckschacht 12 geleitet, wo durch die hydrostatische Druckwirkung der entstandenen Wassersäule das Wasser durch die Zuflussvorrichtung 1 in Richtung der Achse 2 der Zuflussvorrichtung i auf die Gleichdruckschaufeln 4 des Rads 5 strömt, wodurch ein Drehmoment am Rad 5, das im Tragrahmen 10 der Anlage drehbar um die horizontale Drehachse 18 befestigt ist, entsteht. Der Drehmoment wird vom Rad 5 über das Getriebe 7 auf den Generator 8 übertragen. Das Wasser fällt aus den Schaufeln 4 auf den Unterwasserspiegel identisch mit der Ebene 21_, die mit der Ebene 9 identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene 19, die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung 6 abgrenzt parallel ist. Der elektrische Teil 9 des Mikrokraftwerkes sichert die für den Anschluss des Generators 8 an das öffentliche Energieversorgungsnetz notwendigen technischen Parameter. Ein Schwimmregler H hält durch die Regelung der Zuflussvorrichtung 1 einen gleichbleibenden Oberwasserstand ungeachtet des Wasserzuflusses in der Zuleitungsrinne 3.

Die entworfene technische Lösung nach Fig. 3 wurde bei der Konstruktion eines kleinen Wasserkraftwerks der Kategorie Mikrokraftwerk mit 1 einer Fallhöhe von 2,0 m, einem Durchfluss von 0,25 bis 2,0 m³.s^"1 und einer installierten Leistung von 30 kW verwendet. Die Anlage nach Fig. 3 besteht aus einer Oberwasserzuleitungsrinne 3, einem Druckschacht 12, einer Zuflussregelvorrichtung 1, einem Regler H der Zuflussvorrichtung 1 mit einem optoelektronischen Wasserstandsgeber, am Wasserrad 5 mit einer vertikalen Drehachse 18 befestigten Gleichdruckschaufeln 4, einer Abflussvorrichtung 6, einem Getriebe 7, einem Generator 8, dem elektrischen Teil 9 des Mikrokraftwerkes und einem Tragrahmen 10 der Anlage. Das Wasser wird von der Abnahmestelle über eine Oberwasserzuleitungsrinne 3 in den Druckschacht 12 geleitet, wo durch die hydrostatische Druckwirkung der entstandenen Wassersäule das Wasser durch die Zuflussvorrichtung 1 in Richtung der Achse 2 der Zuflussvorrichtung 1 auf die Gleichdruckschaufeln 4 des Rads 5 strömt, wodurch ein Drehmoment am Rad 5, das im Tragrahmen 0 der Anlage drehbar um die vertikale Drehachse 18 befestigt ist, entsteht. Der Drehmoment wird vom Rad 5 über das Getriebe 7 auf den Generator 8 übertragen. Das Wasser fällt aus den Schaufeln 4 auf den Unterwasserspiegel identisch mit der Ebene 21, die mit der Ebene 19 identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene 19, die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung 6 abgrenzt parallel ist. Der elektrische Teil 9 des Mikrokraftwerkes sichert die für den Anschluss des Generators 8 an das öffentliche Energieversorgungsnetz notwendigen technischen Parameter. Der Regler H der Zuflussvorrichtung 1 mit einem optoelektronischen Wasserstandsgeber hält durch die Regelung der Zuflussvorrichtung einen gleichbleibenden Oberwasserstand ungeachtet des Wasserzuflusses in der Zuleitungsrinne 3. Die entworfene technische Lösung nach Fig. 4 wurde bei der Konstruktion eines kleinen Wasserkraftwerks der Kategorie Mikrokraftwerk mit einer Fallhöhe von 14,0 m, einem Durchfluss von 0,035 bis 0,28 m³.s^"1 und einer installierten Leistung von 37 kW verwendet. Die Anlage wurde unter Berücksichtigung der hohen Wassergeschwindigkeiten im Zufluss zum Rad hin so entworfen, dass die Drehzahl des Wasserrads mit der benötigten Generatordrehzahl identisch und keine Übersetzung der Drehzahl notwendig ist. Die Anlage nach Fig.4 besteht aus einer Oberwasserzuleitungsrinne 3, einer Schussrinne 15, einer Zuflussvorrichtung 1, am Wasserrad 5 mit einer horizontalen Drehachse 18 befestigten Gleichdruckschaufeln 4, einer Abflussvorrichtung 6, einem Generator 8, dem elektrischen Teil 9 des Mikrokraftwerkes, einer Tragkonstruktion der Rinne 13 und einem Tragrahmen 10 der Anlage. Das Wasser wird von der Abnahmestelle über eine Oberwasserzuleitungsrinne 3 zur Schussrinne 15 geleitet, wo sich durch die Schwerkraftwirkung das hydroenergetische Wasserpotenzial im Fall in der Schussrinne 15 in die kinetische Energie des Wassers umwandelt, wodurch das Wasser durch die Zuflussvorrichtung 1 in Richtung der Achse 2 der Zuflussvorrichtung 1 auf die Gleichdruckschaufeln 4 des Rads 5 strömt, wodurch ein Drehmoment am Rad 5, das im Tragrahmen 10 der Anlage drehbar um die horizontale Drehachse 18 befestigt ist, entsteht. Der Drehmoment wird vom Rad 5 direkt auf den Generator 8 übertragen. Das Wasser fällt aus den Schaufeln 4 auf den Unterwasserspiegel identisch mit der Ebene 21, die mit der Ebene 19 identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene 19, die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung 6 abgrenzt parallel ist. Der elektrische Teil 9 des Mikrokraftwerkes sichert die für den Anschluss des Generators 8 an das öffentliche Energieversorgungsnetz notwendigen technischen Parameter.

Die entworfene technische Lösung nach Fig. 5 wurde bei der Konstruktion eines kleinen Wasserkraftwerks mit einer Fallhöhe von 4,2 m, einem Durchfluss von 0,375 bis 12,0 m³.s^"1 und einer installierten Leistung von 380 kW verwendet. Die Anlage nach Fig. 5 besteht aus einer Strom- und Oberwasserstauanlage 3, vier Zuflussvorrichtungen 1, einem Regler H der Zuflussvorrichtungen mit einem optoelektronischen Wasserstandsgeber, vier Wasserrädern 5 mit an ihnen befestigten Gleichdruckschaufeln 4 mit einer horizontalen Drehachse 18, einer Abflussvorrichtung 6, vier Reibgetrieben 7a und vier Übersetzungsgetrieben 7b, vier Generatoren 8, dem elektrischen Teil 9 des Mikrokraftwerkes und einem Tragrahmen 10 der Anlage. Durch die hydrostatische Druckwirkung der durch die Oberwasserstauung 3 entstandenen Wassersäule strömt das Wasser durch die Zuflussvorrichtungen 1 in Richtung der Achsen 2 der Zuflussvorrichtungen 1 auf die Gleichdruckschaufeln 4 der Räder 5, wodurch ein Drehmoment an den Rädern 5, die im Tragrahmen 10 der Anlage drehbar um die horizontale Drehachse 18 befestigt sind, entsteht. Der Drehmoment wird von den Rädern 5 über die Reibgetriebe 7a und anschließend über die Übersetzungsgetriebe 7b auf die Generatoren 8 übertragen. Das Wasser fällt aus den Schaufeln 4 auf den Unterwasserspiegel identisch mit der Ebene 21, die mit der Ebene 19 identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene 19, die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung 6 abgrenzt parallel ist. Der elektrische Teil 9 des Mikrokraftwerkes sichert die für den Anschluss der Generatoren 8 an das öffentliche Energieversorgungsnetz notwendigen technischen Parameter. Der Regler J der Zuflussvorrichtungen 1 mit einem optoelektronischen Wasserstandsgeber hält durch die Regelung der Zuflussvorrichtungen 1 einen gleichbleibenden Oberwasserstand ungeachtet des Wasserzuflusses zu der Stromabschlussstauanlage.

Die entworfene technische Lösung nach Fig. 6 wurde bei der Konstruktion eines kleinen Wasserkraftwerks an einer Überfallstauanlage mit einer Fallhöhe von 3,1 m, einem Durchfluss von 0,06 bis 0,5 m³.s^"1 und einer installierten Leistung von 11 kW verwendet. Die Anlage nach Fig. 6 besteht aus einer Schussrinne 15, einer Zuflussvorrichtung 1, am Wasserrad 5 mit einer vertikalen Drehachse 18 befestigten Gleichdruckschaufeln 4, einem Getriebe 7, einer Abflussvorrichtung 6, einem Generator 8, dem elektrischen Teil 9 des Mikrokraftwerkes und einem Tragrahmen 10 der Anlage. Dank dem Überfalldamm staut sich das Oberwasser 3, das über die Dammkrone strömt, wo sich durch die Schwerkraftwirkung das hydroenergetische Wasserpotenzial im Fall in der Schussrinne 15 in die kinetische Energie des Wassers umwandelt, wodurch das Wasser durch die Zuflussvorrichtung 1 in Richtung der Achse 2 der Zuflussvorrichtung 1 auf die Gleichdruckschaufeln 4 des Rads 5 strömt, wodurch ein Drehmoment am Rad 5, das im Tragrahmen 10 der Anlage drehbar um die vertikale Drehachse 18 befestigt ist, entsteht. Der Drehmoment wird vom Rad 5 über das Getriebe 7 auf den Generator 8 übertragen. Das Wasser fällt aus den Schaufeln 4 auf den Unterwasserspiegel identisch mit der Ebene 21, die mit der Ebene 19 identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene 19, die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung 6 abgrenzt parallel ist. Der elektrische Teil 9 des Mikrokraftwerkes sichert die für den Anschluss des Generators 8 an das öffentliche Energieversorgungsnetz notwendigen technischen Parameter.

Die entworfene technische Lösung nach Fig. 7 wurde bei der Konstruktion einer Bewässerungsanlage an einer Haltung mit einer Fallhöhe von 2,2 m und einem Durchfluss von 2,2 m³.s^"1, und mit einer Verdrängung von 30 m und einer Leistung von 100 l/s verwendet. Die Anlage nach Fig. 7 besteht aus einem Druckschacht 12, einer Zuflussvorrichtung mit einem manuellen Regler H der Zuflussvorrichtung 1, am Wasserrad 5 mit einer horizontalen Drehachse 18 befestigten Gleichdruckschaufeln 4, einer Abflussvorrichtung 6, einer Fliehkraftwasserpumpe 16 mit einem Getriebe 7, einer Saugleitung mit einem Saugkorb 17, einer Druckleitung 14 und einem Tragrahmen 10 der Anlage. Dank der Haltung staut sich das Oberwasser 3, das in den ι Druckschacht 12 geleitet wird, wo durch die hydrostatische Druckwirkung der entstandenen Wassersäule das Wasser durch die Zuflussvorrichtung 1 in Richtung der Achse 2 der Zuflussvorrichtung 1 auf die Gleichdruckschaufeln 4 des Rads 5 strömt, wodurch ein Drehmoment am Rad 5, das im Tragrahmen 10 der Anlage drehbar um die vertikale Drehachse 18 befestigt ist, entsteht. Der Drehmoment wird vom Rad 5 über das Getriebe 7 auf die Fliehkraftwasserpumpe ,16 übertragen, die aus dem Oberwasserstaubereich über die Saugleitung mit dem Saugkorb 17 das Wasser über die Druckleitung 14 in die landwirtschaftliche Bewässerungsanlage pumpt. Das Wasser fällt aus den Schaufeln 4 auf den Unterwasserspiegel identisch mit der Ebene 21, die mit der Ebene 19 identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene 19, die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung 6 abgrenzt parallel ist. Mit dem manuellen Regler H der Zuflussvorrichtung 1 wird die Leistung der Anlage geregelt.

Die entworfene technische Lösung nach Fig. 8 wurde bei der Konstruktion eines Mikrokraftwerks an einer bestehenden Überfallstauanlage mit einem Dammbalken mit einer Fallhöhe von 3,0 m, einem Durchfluss von 0,125 bis 1 ,0 m³.s^"1 und einer installierten Leistung von 22,5 kW verwendet. Die Anlage nach Fig. 8 besteht aus einem Wasserstromregler mit der Funktion einer Zuflussvorrichtung 1, am Wasserrad 5 mit einer horizontalen Drehachse 18 befestigten Gleichdruckschaufeln 4, einer Abflussvorrichtung 6, einem Riemengetriebe 7, einem Generator 8, dem elektrischen Teil des Mikrokraftwerks 9 und einem beweglichen Tragrahmen 10 der Anlage. Dank der bestehenden Dammbalken-Überfallstauanlage staut sich das Oberwasser 3, das über die Dammkrone strömt, wo sich im Fall das hydroenergetische Wasserpotenzial in die kinetische Energie des Wassers umwandelt, wodurch das Wasser durch den Wasserstromregler mit der Funktion einer Zuflussvorrichtung in Richtung der Achse 2 der Zuflussvorrichtung 1 auf die Gleichdruckschaufeln 4 des Rads 5 strömt, wodurch ein Drehmoment am Rad 5, das im beweglichen Tragrahmen 10 der Anlage drehbar um die horizontale Drehachse 18 befestigt ist, entsteht. Der Drehmoment wird vom Rad 5 über das Getriebe 7 auf den Generator 8 übertragen. Das Wasser fällt aus den Schaufeln 4 auf den Unterwasserspiegel identisch mit der Ebene 21, die mit der Ebene 19 identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene 19, die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung 6 abgrenzt parallel ist. Der elektrische Teil 9 des Mikrokraftwerkes sichert die für den Anschluss des Generators 8 an das öffentliche Energieversorgungsnetz notwendigen technischen Parameter. Der mechanische Verbund des beweglichen Tragrahmens 10 der Anlage mit dem Dammbalken gewährleistet eine solche gegenseitige Position der Teile, dass das fallende Wasser ungeachtet der Dammbalkenposition in den Wasserstromregler mit der Funktion einer Zuflussvorrichtung 1 gerichtet wird.

Gewerbliche Nutzbarkeit

Die entworfene technische Lösung des Wasserradmotors ist zum mechanischen Antrieb von Anlagen an Standorten geeignet, an denen ein hydroenergetisches Potenzial im Bereich der benötigten Arbeitsbedingungen zur Verfügung steht.

Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Ein Wasserradmotor bestehend aus einer unter dem Rad angeordneten Zuflussvorrichtung und einer unter dem Rad angeordneten Abflussvorrichtung, wobei das Rad drehbar um die Rotationsachse gelagert ist und an dem Rad Schaufeln (4) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln Gleichdruckschaufeln sind.

2. Ein Wasserradmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Punkte des Rads (5) und der Gleichdruckschaufeln (4) sich in einem Abstand, der größer als oder gleich Null ist, über der Ebene (21 ) befinden, die mit der Ebene (19) identisch oder niedriger als diese und gleichzeitig mit der Ebene (19), die von oben den wasserenthaltenden Raum der Abflussvorrichtung (6) abgrenzt, parallel ist.

3. Ein Wasserradmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf die Gleichdruckschaufeln (4) die Achse (2) der Zuflussvorrichtung gerichtet ist (1 ).

4. Ein Wasserradmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Rad (5) eine vertikale, horizontale oder schiefe Rotationsachse (18) hat.