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Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftmaschine gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 der Erfindung.
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Wasserkraftmaschinen sind seit langem in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Eine recht aufschlussreiche Abhandlung dazu ist dem Artikel „Die Wasserräder als hydraulische Kraftmaschinen", Verlag Ernst & Sohn, Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin, Bautechnik 80 (2003), Heft 3 zu entnehmen.
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Danach werden Wasserräder im Wesentlichen in sogenannte oberschlächtige und unterschlächtige Wasserräder eingeteilt. Bzgl. besagter unterschlächtiger Wasserräder wird sinngemäß ausgeführt, dass das derzeit vorhandene Wissen es nicht gestattet, Leistungs- oder Betriebskriterien für dieselben aufzustellen und in Kombination mit der Forderung nach einem besseren Preis-Leistungs-Verhältnis noch erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf besteht.
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Im Hinblick darauf, insbesondere aber auch im Hinblick auf die bereits international vorhandene und in Zukunft noch sich verschärfende angespannte Energiesituation in Kombination mit erhöhten Umweltverträglichkeitsanforderungen sind in jüngster Zeit auch zu unterschlächtigen Wasserrädern Entwicklungen zu verzeichnen, die Hoffnungen auf eine wirtschaftliche und umweltverträgliche Nutzung der den Fließgewässern innewohnenden dynamischen Energie mittels unterschlächtiger Wasserräder machen.
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So ist aus der
DE 102 10 597 A1 ein Wasserkraftwerk mit einem Wasserrad, einem Generator zur Erzeugung von Strom sowie Kopplungsmitteln zur Übertragung der Drehbewegung des Wasserrades auf den Generator bekannt, wobei das Wasserrad, der Generator und die Kopplungsmittel auf einer Schwimmplattform gehaltert sind, die ihrerseits in einem Fließgewässer verankerbar ist. Die Schwimmplattform verfügt über wenigstens zwei Rümpfe, die mit Traversen verbunden sind. Das Wasserrad ist zwischen den beiden Rümpfen derart gehaltert, dass es mit einem Teil unterhalb der Wasserlinie der Schwimmplattform liegt. Da die Drehgeschwindigkeit des Wasserrades bekanntermaßen insbesondere von der Strömungsgeschwindigkeit zwischen den beiden Rümpfen bestimmt ist, wird des Weiteren allgemein vorgeschlagen, die stromaufwärts angeordneten Enden der Rümpfe der Schwimmplattform mit verschiebbaren Platten auszurüsten, durch die der Einlaufbereich vergrößert bzw. verkleinert werden kann. Maßnahmen, wie die Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit mittels besagter verschiebbarer Platten im Detail umgesetzt werden kann, sind mit dieser Druckschrift nicht offenbart.
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Aus der
DE 20 2008 015 093 U1 ist des Weiteren eine Wasserkraftmaschine mit einem unterschlächtig in einem strömenden Gewässer positionierten Wasserrad bekannt, welches in einem in ein strömendes Gewässer eintauchbaren Strömungskanal angeordnet ist. Unter einem eintauchbaren Strömungskanal wird im Wesentlichen verstanden, dass der Strömungskanal schwimmfähig ist und dessen Eintauchtiefe variabel ist, indem Schwimmtanks vorgesehen sind, die ihrerseits trimmbar sind, indem diese je nach gewünschter Eintauchtiefe des Strömungskanals geflutet oder gelenzt werden. Durch diese Maßnahme soll die Eintauchtiefe des Strömungskanals an die jeweiligen Gegebenheiten des Gewässers angepasst werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den Stand der Technik weiter verbesserte Wasserkraftmaschine, mit zumindest einem unterschlächtigen Wasserrad zu schaffen, welche ein verbessertes Preis-Leistungs-Verhältnis sowie einen höheren Wirkungsgrad als herkömmlich aufweist. Ferner soll die Wasserkraftmaschine einfach und kostengünstig herstellbar und betreibbar sein sowie weitestgehend keine nachteiligen Auswirkungen auf das Ökosystem der betreffenden Fließgewässerlandschaft haben.
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Die gestellte Aufgabe wird demnach zunächst gelöst durch eine Wasserkraftmaschine, mit zumindest einem unterschlächtigen Wasserrad, welches die dynamische Energie eines Fließgewässers in Bewegungsenergie umsetzt, und mit wenigstens einem mit dem zumindest einen Wasserrad wirkverbundenen Generator zur Umwandlung besagter Bewegungsenergie des zumindest einen Wasserrades in elektrische Energie, wobei das zumindest eine Wasserrad und der wenigstens eine Generator auf einer zumindest einen Strömungskanal für das zumindest eine Wasserrad aufweisenden Schwimmplattform angeordnet sind, und wobei der zumindest eine Strömungskanal stromaufwärts gesehen einen Strömungstrichter mit stromaufwärts gesehen einen sich erweiternden Strömungsquerschnitt aufweist oder dem Strömungskanal stromaufwärts gesehen stirnseitig der Schwimmplattform ein derartiger Strömungstrichter vorgeordnet ist.
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Durch diese Maßnahme ist im Hinblick auf den Stand der Technik der Wirkungsgrad einer Wasserkraftmaschine der gattungsgemäßen Art mit zumindest einem unterschlächtigen Wasserrad weiter erhöht, so dass sich ein verbessertes Preis-Leistungs-Verhältnis derselben ergibt. Im Besonderen ist es gestattet mittels einfacher und kostengünstiger Maßnahmen auch die Gewässertiefe vorteilhaft in die nähere Nutzungsbetrachtung einzubeziehen.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach kann der zumindest eine Strömungstrichter durch vier an der Schwimmplattform angeordnete Leitbleche, nämlich zwei Seiten-Leitbleche sowie ein oberes und ein unteres Leitblech gebildet sein, welches einfach und kostengünstig bewerkstelligbar ist.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere der Leitbleche, den Strömungsquerschnitt des Strömungstrichters verändernd, schwenkbar ausgebildet sind, wodurch vorteilhaft auf die Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal Einfluss genommen werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das untere Leitblech in einer vertikalen Ebene um eine quer zur Strömungsrichtung und weitestgehend horizontal angeordnete erste Schwenkachse verschwenkbar ausgebildet sein, wodurch, wie bereits oben angedeutet, vorteilhaft unter Ausnutzung der Gewässertiefe der nutzbare Querschnitt des gebildeten Strömungstrichters in weiten Grenzen einstellbar ist.
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Die besagte erste Schwenkachse kann dabei vorteilhaft innerhalb oder unterhalb der Horizontalebene der größten nach unten gerichteten Vertikalerstreckung des zumindest einen Wasserrades angeordnet sein, um die Anströmungsflächen des Wasserrades maximal ausnutzen zu können und nachteilige Verwirbelungen im Strömungskanal zu vermeiden.
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Wetter vorteilhaft kann das untere Leitblech in Abhängigkeit von einer sensierten Strömungsgeschwindigkeit des Fließgewässers und/oder einer sensierten Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal und/oder einer sensierten Umdrehungsgeschwindigkeit des zumindest einen Wasserrades und/oder der abgegebenen Leistung des zumindest einen Generators derart verschwenkbar sein, dass durch Veränderung des Eingangs-Querschnitts des durch die Leitbleche ausgebildeten Strömungstrichters und demgemäß der Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal die Umdrehungsgeschwindigkeit des zumindest einen Wasserrades und somit die abgegebene Leistung des zumindest einen Generators konstant ist.
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Es sind hierdurch die Voraussetzungen geschaffen, den Anforderungen eines öffentlichen Stromnetzes zu entsprechen, nämlich möglichst eine konstante Stromstärke in besagtes Stromnetz einspeisen zu können.
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Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann das obere Leitblech vorzugsweise in oder geringfügig oberhalb der Normalebene der Wasseroberfläche angeordnet sein, wodurch nachteilige Auswirkungen von insbesondere nicht zu vermeidendem Wellenschlag infolge allgemeiner Wetterbedingungen und/oder Schiffsbewegungen auf die die Wasserkraftmaschine tragende Schwimmplattform und/oder auf die Übertragung der dynamischen Energie des Fließgewässers auf das zumindest eine Wasserrad durch Wellenglättung weitestgehend vermieden werden können.
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Insoweit kann das obere Leitblech ausgehend von der Schwimmplattform und der Normalebene der Wasseroberfläche stromaufwärts gesehen besonders vorteilhaft um einen bestimmten Winkel „α” nach oben verschwenkt angeordnet sein, wodurch eine sehr wirkungsvolle Wellenglättung zu verzeichnen ist.
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Im Hinblick darauf kann gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Winkel „α” in Abhängigkeit von einer vorab ermittelten durchschnittlichen Wellenhöhe fest eingestellt sein.
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Denkbar ist es jedoch auch, dass der Winkel „α” in Abhängigkeit von einer aktuell erfassten Wellenhöhe durch Verschwenken des oberen Leitbleches um eine quer zur Strömungsrichtung und weitestgehend horizontal angeordnete zweite Schwenkachse aktiv einstellbar ist.
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Durch diese Maßnahme kann den äußeren, ggf. nachteilig auf die Wasserkraftmaschine einwirkenden Bedingen, wie insbesondere Wellenschlag, noch besser begegnet werden.
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Wie die Erfindung noch vorsieht, kann ein stromabwärts angeordneter Kanalausgang des zumindest einen Strömungskanals als die Strömungsgeschwindigkeit verringernder Diffuser ausgebildet sein, wodurch für die Flusslandschaft nachteilige Strömungsbeeinflussungen weitestgehend vermieden sind.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können zwei oder mehr quer zur Fließrichtung des Fließgewässers koaxial oder versetzt nebeneinander angeordnete und vorzugsweise im Gleichlauf arbeitende Wasserräder vorgesehen sein, denen ein gemeinsamer Strömungskanal oder jeweils ein separater Strömungskanal zugeordnet ist. Ebenso kann es von Vorteil sein, zwei oder mehr in einem gemeinsamen Strömungskanal hintereinander angeordnete und vorzugsweise im Gleichlauf arbeitende Wasserräder vorzusehen.
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Durch derartige Maßnahmen sind insbesondere Kostenersparnisse bzgl. der tragenden Struktur der Wasserkraftmaschine zu verzeichnen. Ferner können einzelne Wasserräder in Abhängigkeit vom aktuellen Bedarf an elektrischer Energie leicht aktiviert oder deaktiviert werden, d. h., vermittels an sich bekannter Kupplungen in einen vorhandenen Kraftübertragungs- bzw. Antriebsstrang eingebunden oder aus demselben herausgelöst werden.
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Als besonders zweckmäßig wird für vorstehenden Anwendungsfall als Generator ein an sich bekannter 4-poliger Asynchron-Generator empfohlen, dem seinerseits ein an sich bekannter Frequenzgleichrichter zugeordnet ist.
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Was die Schwimmplattform anbelangt, kann dieselbe vorteilhafterweise mittels langgestreckter Verseilstränge überwiegend an innerhalb des Fließgewässers angeordneten Verankerungsmitteln festgelegt sein, wodurch nachteilige auf die Schwimmplattform wirkende Kräfte, insbesondere Momente, wie sie bei Landbefestigungen zu verzeichnen sind, weitestgehend vermieden sind.
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Vorteilhaft kann einer oder können mehrere der Verseilstränge durch einen Kabelkern mit einer denselben fluiddicht ummantelnden Armierung gebildet sein, wobei der Kabelkern dann zumindest elektrische Energie übertragende Leitungen aufweist. Separate Kabelstränge zur Übertragung der erzeugten elektrischen Energie von der Schwimmplattform zu einem landgestützten Netzanschluss sind durch diese Maßnahme vermieden, woraus insbesondere Kostenersparnisse resultieren.
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Die Schwimmplattform ist zweckmäßigerweise von Schwimmkörpern getragen, wobei die Schwimmkörper Fluidtanks aufweisen können, die ihrerseits derart unabhängig voneinander flut- und lenzbar sind, dass Schwimmbewegungen und/oder Schwimmzustände der Schwimmplattform, beispielsweise im Hinblick auf wechselnde Wasserstände, Havariesituationen oder jegliche andere Randbedingungen oder Situationen beeinflussbar sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Fluidtanks derart unabhängig voneinander flut- und lenzbar sind, dass nachteilige Schwimmbewegungen und/oder Schwimmzustände der Schwimmplattform infolge Windlast, Wellenbewegung, Strömungsveränderung, Treibgut und/oder dgl. mehr, wie nachteilige Rollbewegungen, Stampfbewegungen, Gierbewegungen und/oder andere Bewegungen weitestgehend vermeidbar oder ausgleichbar sind.
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Überdies kann den Fluidtanks der Schwimmkörper vorteilhaft zumindest ein separater respektive frei schwimmender Schwimmkörper mit zumindest einem Umfluttank zugeordnet sein, der seinerseits über ein an sich bekanntes Rohr-, Ventil- und Lenzpumpensystem mit den Fluidtanks ein geschlossenes Fluidkreislaufsystem ausbildet.
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Diese Maßnahme gestattet es, dem Fluid, insbesondere Wasser, ein Frostschutzmittel zuzugeben, wodurch der Betrieb der Wasserkraftmaschine zumindest in Grenzen auch während Frostperioden gestattet ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
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1 äußerst schematisch eine erfindungsgemäß ausgebildete Wasserkraftmaschine in einer Draufsicht, und
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2 den Schnitt I-I nach 1.
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Gemäß den 1 und 2 verfügt besagte Wasserkraftmaschine 1 beispielgebend über zwei koaxial nebeneinander und beabstandet zueinander angeordnete an sich bekannte unterschlächtige Wasserräder 2, 3, welche die dynamische Energie eines Fließgewässers 4 in Bewegungsenergie respektive in eine Drehbewegung derselben umsetzen.
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Gemäß vorliegendem Ausführungsbeispiel handelt es sich hier um vorzugsweise im Gleichlauf arbeitende Wasserräder 2, 3, die ihrerseits über an sich bekannte und demgemäß nicht näher zu beschreibende Getriebe- und Kupplungseinrichtungen 5 untereinander und mit einem Generator 6 zur Umsetzung besagter Bewegungsenergie der Wasserräder 2, 3 in elektrische Energie, vorzugsweise einem 4-poligen Asynchron-Generator 6, wirkverbunden sind.
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Jedem Wasserrad 2, 3 ist vorliegend ein eigener Strömungskanal 7, 8 zugeordnet. Demgegenüber kann es jedoch auch angezeigt sein, die Wasserräder 2, 3 in einem gemeinsamen Strömungskanal 7 bzw. 8 anzuordnen (nicht näher dargestellt).
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Sowohl die Wasserräder 2, 3 als auch der Generator 6 und die Getriebe- und Kupplungseinrichtungen 5 sind auf einer gemeinsamen Schwimmplattform 9 angeordnet, die vorliegend von zwei quer zur Fließrichtung 10 des Fließgewässers 4 gegenüberliegend angeordneten und sich überwiegend in Fließrichtung 10 erstreckenden Schwimmkörpern 11, 12 getragen ist.
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Wie den 1 und 2 weiter zu entnehmen ist, weist jeder Strömungskanal 7, 8 stromaufwärts gesehen vier an der Schwimmplattform 9 angeordnete und jeweils einen Strömungstrichter 13, 14 mit stromaufwärts gesehen einen sich erweiternden Strömungsquerschnitt ausbildende Leitbleche 15, 16, 17, 18 auf.
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Durch jeweils zwei Seiten-Leitbleche 15, 16 sowie ein oberes Leitblech 17 und ein unteres Leitblech 18 ist jeweils ein Strömungstrichter 13, 14 gebildet, dessen Querschnitt in Anlehnung an ein Kastenprofil quadratisch oder rechteckig ausgebildet ist. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf ein Kastenprofil mit geraden Seitenwänden respektive Leitblechen 15, 16, 17, 18, sondern erfasst auch Leitbleche 15, 16, 17, 18, die eine gekrümmte Oberflächenstruktur aufweisen, um das Strömungsverhalten innerhalb des Strömungskanals 7, 8 zu verbessern bzw. vorteilhaft zu beeinflussen, beispielsweise um nachteilige Verwirbelungen zu vermeiden (nicht näher dargestellt).
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind besagte Strömungstrichter 13, 14 in die Strömungskanäle 7, 8 unmittelbar integriert. Für den Fachmann leicht nachvollziehbar kann es sich jedoch auch als zweckmäßig erweisen, derartige Strömungstrichter 13, 14 den Strömungskanälen 7, 8 stirnseitig der Schwimmplattform 9 vorzuordnen, welches sich insbesondere dann als vorteilhaft erweist, wenn vorhandene herkömmliche Wasserkraftmaschinen der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß umgebaut werden sollen (nicht näher dargestellt).
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Wie bereits oben ausgeführt, wird es als zweckmäßig und vorteilhaft erachtet, wenn eines oder mehrere der besagten Leitbleche 15, 16, 17, 18 schwenkbar ausgebildet sind, um den Strömungsquerschnitt des jeweiligen Strömungstrichters 13, 14 verändern zu können.
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So ist vorliegend das untere Leitblech 18 in einer vertikalen Ebene um eine quer zur Strömungsrichtung bzw. Fließrichtung 10 und weitestgehend horizontal angeordnete erste Schwenkachse 19 verschwenkbar ausgebildet (2).
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Besagte erste Schwenkachse 19 ist vorzugsweise innerhalb oder unterhalb der Horizontalebene der größten nach unten gerichteten Vertikalerstreckung des Wasserrades 2, 3 angeordnet.
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Durch die Verschwenkbarkeit des unteren Leitbleches 18 ist zum einen vorteilhaft die aktuell vorhandene Wassertiefe des Fließgewässers 4 in weiten Grenzen nutzbar.
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Zum anderen ist es jedoch auch gestattet, das untere Leitblech 18 in Abhängigkeit von einer sensierten Strömungsgeschwindigkeit des Fließgewässers 4 und/oder einer sensierten Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal 7, 8 und/oder einer sensierten Umdrehungsgeschwindigkeit des jeweiligen Wasserrades 2, 3 und/oder der abgegebenen Leistung des Generators 6 derart zu verschwenken, dass durch die Veränderung des Eingangs-Querschnitts des jeweiligen durch die Leitbleche 15, 16, 17, 18 ausgebildeten Strömungstrichters 13, 14 und demgemäß der Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal 7, 8 die Umdrehungsgeschwindigkeit des betreffenden Wasserrades 2, 3 und somit die abgegebene Leistung des Generators 6 konstant ist.
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Hinsichtlich der Vorteile einer derartigen definierten Regelung und Steuerung der Schwenkbewegung des unteren Leitbleches 18 wurde bereits oben ausführlich dargetan.
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Sicherlich ist es auch denkbar, und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, eines oder beide Seitenbleche 15, 16 wie vorstehend schwenkbar auszubilden, jedoch kann diese Maßnahme sich dann nachteilig auswirken, wenn sich die Wasserkraftmaschine 1 in unmittelbarer Nähe einer Wasserstraße befindet, da deren Baubreite ggf. vergrößert ist. Diesem Umstand kann vorteilhaft begegnet werden, wenn bevorzugt das untere Leitblech 18 schwenkbar ausgebildet wird.
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Die vorstehend erwähnten sensorisch erfassten Messwerte 20 der Strömungsgeschwindigkeit des Fließgewässers 4 und/oder der Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal 7, 8 und/oder der Umdrehungsgeschwindigkeit des jeweiligen Wasserrades 2, 3 und/oder der abgegebenen Leistung des Generators 6 werden zweckmäßigerweise einer elektronischen Regel- und Steuereinheit (ECU) zur Verfügung gestellt, welche den Systemkern der Wasserkraftmaschine darstellt und vorteilhaft auf der Schwimmplattform 9 oder in einem der Schwimmkörper 11, 12 witterungsgeschützt und leicht zugänglich angeordnet ist.
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Damit das System automatisch wirkt und unterschiedlichsten Situationen entsprechend den aktuellen Systemrandbedingen, wie den Wasserstands- und/oder Strömungsbedingungen gerecht wird, werden der elektronischen Regel- und Steuereinheit (ECU) empirisch oder rechnerisch ermittelte Basisdaten bzw. Referenzwerte zugrunde gelegt.
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Die erfassten Messwerte 20 bzw. die daraus generierten Signale können nunmehr mit einem oder mehreren vorgegebenen Referenzwerten verglichen werden Bei Vorliegen einer bestimmten Abweichung oder eines Trends der Abweichung wird auf eine Veränderung der aktuellen Situation geschlossen, in deren Folge vorzugsweise Steuersignale 21 zur Ansteuerung zumindest eines Aktuators 22, beispielsweise einer hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Kolben-Zylinder-Einheit, zur Einstellung eines bestimmten Schwenkwinkels des unteren Leitbleches 18 erstellt werden (2).
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Wie den 1 und 2 noch zu entnehmen ist, ist das obere Leitblech 17 vorzugsweise in oder geringfügig oberhalb der Normalebene der Wasseroberfläche 23 des Fließgewässers 4 angeordnet, wodurch insbesondere eine Glättung etwaiger Wellen zu verzeichnen ist.
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Besonders vorteilhaft ist das obere Leitblech 17 ausgehend von der Schwimmplattform 9 und besagter Normalebene der Wasseroberfläche 23 stromaufwärts gesehen um einen bestimmten Winkel „α” nach oben verschwenkt angeordnet, wobei der Winkel „α” entweder in Abhängigkeit von einer durchschnittlichen Wellenhöhe fest eingestellt ist oder wie vorliegend in Abhängigkeit von einer aktuell erfassten Wellenhöhe durch Verschwenken um eine quer zur Strömungsrichtung bzw. Fließrichtung 10 und weitestgehend horizontal angeordnete zweite Schwenkachse 24 aktiv einstellbar ist bzw. eingestellt wird (1 und 2).
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Die aktive Einstellung des oberen Leitbleches 17 erfolgt vorzugsweise ebenfalls mittels eines Aktuators 25, beispielsweise in Form einer hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Kolben-Zylinder-Einheit, der seinerseits Steuersignale 26 von der elektronischen Regel- und Steuereinheit (ECU) empfängt.
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Um nachteilige ökologischen Auswirkungen auf die Flusslandschaft zu verhindern, zumindest jedoch maßgeblich zu mindern, sind die erhöhten Strömungs- bzw. Fließgeschwindigkeit des Fließgewässers 4 weitestgehend auf die Strömungskanäle 7, 8 beschränkt, indem der vorliegend gemeinsame stromabwärts angeordnete Kanalausgang 27 der Strömungskanäle 7, 8 vorteilhaft als Diffusor ausgebildet ist (1).
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Wie der 1 überdies noch zu entnehmen ist, ist die Schwimmplattform 9 mittels langgestreckter Verseilstränge 28 überwiegend an innerhalb des Fließgewässers 4 fest angeordneten Verankerungsmitteln 29 festgelegt.
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Besagte Verseilstränge 29 sind vorliegend durch einen Kabelkern mit einer denselben fluiddicht ummantelnden Armierung gebildet, wobei der Kabelkern zumindest elektrische Energie übertragende Leitungen aufweist (nicht näher dargestellt).
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Um Schwimmbewegungen und/oder Schwimmzustände der Schwimmplattform 9 beeinflussen zu können, insbesondere auch nachteilige Schwimmbewegungen und/oder Schwimmzustände derselben infolge beispielsweise Windlast, Wellenbewegung, Strömungsveränderung, Treibgut und/oder dgl. mehr, wie nachteiligen Rollbewegungen (Bewegung um die Längsachse), Stampfbewegungen (Bewegung um die Querachse), Gierbewegungen (Bewegung um die Hochachse) und/oder andere Bewegungen zu begegnen, weisen die Schwimmkörper 11, 12 der Wasserkraftmaschine 1 Fluidtanks 30 auf, die ihrerseits unabhängig voneinander flut- und lenzbar sind.
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Insoweit ist den Fluidtanks 30 der Schwimmkörper 11, 12 zumindest ein separater respektive frei schwimmender, vorzugsweise wie vorliegend an der Wasserkraftmaschine 1 gehalteter Schwimmkörper mit zumindest einem Umfluttank 31 zugeordnet, der seinerseits über ein Rohr-, Ventil- und Lenzpumpensystem mit den Fluidtanks 30 ein geschlossenes Fluidkreislaufsystem ausbildet.
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Ein derartiges geschlossenes Fluidkreislaufsystem gestattet es, dem verwendeten Fluid, insbesondere Wasser, ein an sich bekanntes Frostschutzmittel, wie z. B. Glysantin, beizufügen, wodurch das System auch während Frostperioden weitestgehend funktionsfähig gehalten werden kann.
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Die Steuerung und Regelung der hierzu erforderlichen, an sich bekannten und somit nicht näher gezeigten und beschriebenen Lenzpumpen kann ebenfalls vermittels besagter ECU durchgeführt werden, indem derselben mittels an sich bekannter Sensoren entsprechende Messwerte zur Auswertung und Generierung von Steuersignalen bereitgestellt werden.
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Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt im Wesentlichen auf eine Wasserkraftmaschine 1 mit zwei quer zur Fließrichtung 10 des Fließgewässers 4 koaxial nebeneinander angeordnete Wasserräder 2, 3 ab, denen jeweils ein separater Strömungskanal 7, 8 zugeordnet ist.
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Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese beispielhafte Ausgestaltung einer Wasserkraftmaschine 1, sondern erfasst auch Wasserkraftmaschinen 1 mit zwei oder mehr koaxial oder versetzt nebeneinander angeordneten Wasserrädern 2, 3, welche in einem gemeinsamen Strömungskanal 7 bzw. 8 angeordnet sind. Ebenso kann es auch angezeigt sein, lediglich ein Wasserrad 2 oder 3 oder eine Mehrzahl in einem gemeinsamen Strömungskanal 7 bzw. 8 hintereinander angeordnete Wasserräder 2, 3 vorzusehen. Eine beliebige Kombination von koaxial oder versetzt nebeneinander angeordneten sowie hintereinander angeordneten Wasserrädern 2, 3 ist ebenfalls denkbar und durch die Erfindung somit auch erfasst (nicht näher dargestellt).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasserkraftmaschine
- 2
- Wasserrad
- 3
- Wasserrad
- 4
- Fließgewässer
- 5
- Getriebe- und Kupplungseinrichtung
- 6
- Generator
- 7
- Strömungskanal
- 8
- Strömungskanal
- 9
- Schwimmplattform
- 10
- Fließrichtung
- 11
- Schwimmkörper
- 12
- Schwimmkörper
- 13
- Strömungstrichter
- 14
- Strömungstrichter
- 15
- Seiten-Leitblech
- 16
- Seiten-Leitblech
- 17
- oberes Leitblech
- 18
- unteres Leitblech
- 19
- erste Schwenkachse
- 20
- Messwerte
- 21
- Steuersignale
- 22
- Aktuator
- 23
- Wasseroberfläche
- 24
- zweite Schwenkachse
- 25
- Aktuator
- 26
- Steuersignale
- 27
- Kanalausgang
- 28
- Verseilstränge
- 29
- Verankerungsmittel
- 30
- Fluidtanks
- 31
- Umfluttank
- ECU
- elektronische Regel- und Steuereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10210597 A1 [0005]
- DE 202008015093 U1 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Die Wasserräder als hydraulische Kraftmaschinen”, Verlag Ernst & Sohn, Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin, Bautechnik 80 (2003), Heft 3 [0002]
