<Desc/Clms Page number 1>
l. Omschrijving van de huidige energiewinning : Elektriciteit was vroeger het resultaat van steenkoolverbranding dewelke turbines aandreven, in een later tijdstip ging men hiervoor ook stookolie en aardgas aanwenden, die dan de steenkool vervingen. Op dit moment wordt eveneens gebruik gemaakt van kernenergie waaruit dan elektriciteit gewonnen wordt.
Steenkool, stookolie en gas tasten bij verbranding het milieu aan met name dat er is een schadelijke uitstoot in de lucht dewelke milieubezwarend is. Kernenergie heeft dan weer als nadeel het nucleair afval dat met de grootst mogelijk omzichtigheid moet behandeld worden om radio-actieve besmetting te-vermijden. Dit afval blijft ook eeuwenlang gevaarlijk hetwelk op termijn ook een onhoudbare situatie zal scheppen. Daar de elektriciteitsmaatschappijen op termijn meer en meer zullen verplicht worden voor het gebruik van 'witte energie'.
Onder 'witte energie' verstaan we elektriciteit die bekomen wordt door aanwending van technieken die het milieu niet belasten. We kennen hier onder andere : # windenergie waarbij grote windmolens alternatoren aandrijven die dan elektriciteit afgeven # zonne-energie waarbij de zon via zonnecellen elektriciteit gaat opwekken # stuwdammen waarbij turbines aangedreven worden met massa's opgestapeld water (systeem is meer geschikt in bergachtige gebieden) Op dit moment heb ik een nieuwe systeem ontwikkeld wat gebruik maakt van de stroming van het water dewelke optreedt in getijdenrivieren ofzeeën onder invloed van eb en vloed.
Hierdoor wordt elektriciteid opgewekt in het nieuwe energiesysteem dat 'aqua-volt' gedoopt is.
In wat volgt verklaren we aan de hand van tekeningen en bijbehorende tekst de werking van het systeem.
<Desc/Clms Page number 2>
2. Omschrijving van de werking van het systeem : We nemen 2 vlakke platen waarvan de afmetingen en de vorm in functie staan van de grootte en het aantal raderen dewelke we zullen plaatsen. Neem nu figuur 1, tussen de 2 platen (n 1 1) plaatst men 3 trommels of ook wel schoepenraderen genoemd. Deze schoepenraderen zijn opgebouwd uit 2 ronde platen van D mm diameter waartussen X aantal schoepen worden gemonteerd. In het midden plaatsen we een as met diameter d dewelke gelagerd is met waterdichte naaldlagers. De trommels 2 & 3 hebben 1 drijfwiel, terwijl trommel 1 drie bevat, zijnde 2 van bv 40 cm en 1 van 110 cm. Het grote wiel geeft zijn kracht afnaar de bovenliggende as n 4 dewelke op zijn beurt de assen 5 & 6 aandrijft (zie fig. 1).
De assen 4,5 & 6 geven de kracht en de beweging aan de bovenliggende altemator dewelke de stroom levert zowel bij een roterende beweging tegenuurwijzerszin als met uurwijzerszin. Als controleaparaten worden op het systeem een voltmeter, ampèremeter en een stroomregelaar geplaatst.
De zijwanden zijn versterkt en verbonden met de nodige verstevigingsbruggen n 13(Fig.4) om het geheel stabiel te houden.
De trommels worden via V-riemen n 12 met een binnenvertanding met een verschil van 72 opgesteld en dit om meer rendement uit het water te halen. Figuur 2 toont de versterkingsbruggen en de alternatoren, evenals de 4 vlotters dewelke elk een schuine zijde hebben om meer water op te vangen en alzo de watersnelheid tussen de platen te verhogen. Elk van de vlotters beschikt over een vuldop om alzo het optimale niveau (lees diepgang) te regelen van het ganse systeem. De afmetingen van de vlotters worden bepaald als het gezamenlijke gewicht van het systeem bekend is rekening houdend met een zekere overcapaciteit van de vlotters.
De aandrijfwielen van de nummers 1, 2 en 3 zijn in figuur 2 goed zichtbaar.
Op de 2 uiteinden van het systeem bevindt zich telkens een veeras, waarbij één links werkend is en één rechts werkend. Op elke veeras wordt telkens een stalen kabel n 16 aangesloten dewelke op hun beurt verbonden zijn aan een tegengewicht n 15dat zich op de bodem van de rivier en/of de zee bevindt. Dit heeft als functie om het systeem op zijn plaatst te houden bij eb en bij vloed. De veerassen X en Y zijn nodig om het verschil in waterhoogte op te vangen bij eb en bij vloed. In figuur 4 wordt er getoond dat het systeem rust op ronde buizen n 17 om in het slib niet vast te komen (eventueel bij laagwater). N 14 toont ons hoe de altemator is opgesteld. Men kan hier opteren voor één of meerdere alternatoren afhankelijk van de toepassing en de benodigde stromen en eventueel ook afhankelijk van de opstelling in rivieren en /of zeeën.
Figuur 5 toont het opstellen van de watertrommels n l, 2 en 3 Figuur 6 is een dwarsdoorsnede van het systeem waarop ook de vlotters V te zien zijn.
Berekening van het aantal omwentelingen van de uitgaande as : Afhankelijk van de rivier en/of'zee hebben we een stroomsnelheid van 2,7 m/s tussen de platen mede door het feit dat de schuine vlotterstructuur de nominale watersnelheid opvoert.
Stel : een rad met een diameter van 1100 mm heeft een omtrek van 3454 mm of 3,454 m Daaruit volgt : 2,7 m per seconde/ 3,454 omtrek = 0,78 omwentelingen per seconde Via de overbrengingen op assen 4,5 & 6 dewelke kleinere drijfwielen hebben komen aan een toerental op deze assen van 6,7 omwentelingen per seconde.
Via de overbrengingen naar de assen 7,8 & 9 dewelke op hun beurt weer kleinere drijfwielen hebben, komen we tot een toerental op deze assen van 17,9 omwentelingen per seconde of 1075 toeren per minuut wat voldoende is om de meest gangbare alternatoren aan te drijven en dus ook een uitstekend rendement te laten afleveren.
<Desc/Clms Page number 3>
4. Verbetering van het systeem.
Als gevolg van proefnemingen zijn we overgegaan tot een andere vorm en opstelling van de trommels, namelijk een geloten ton-vormige kern met loodrecht op de wand geplaatste schoepen zodat deze zowel bij eb als bij vloed kunnen werken. Het voordeel van een geloten ton als kern is dat het water niet tot in de kern van de trommel kan doordringen, maar voorwaarts gestuwd wordt zodat er minder kinetische energie verloren gaat.
Op figuur 7 kunnen we eveneens ook opmerken dat de trommels (voorgesteld door n 4) niet meer achter elkaar geplaatst zullen worden maar naast elkaar. Dit heeft als voordeel dat de stromingskracht in alle trommels constant is en tevens moet het water 3-maal door een versmalling waardoor dus 3-maal een versnelling aan de stroming gegeven wordt. De versmalling wordt verkregen door de vlotters(voorgesteld door n 1) aan de voor- en achterzijde af te schuinen onder een hoek van +/- 45 . De vlotters kunnen geregeld worden van inhoud zodat een beperkte afstelling kan gebeuren van de diepte van het rad in het water zodat op deze wijze het rendement kan geoptimaliseerd worden. We kunnen dus zeggen dat de opstelling de vorm heeft van een catemaran boot.
We kunnen eventueel de opstelling zodanig maken dat elke trommel afzonderlijk fungeert om beter de golven te trotseren (afhankelijk van de rivier of de zee) ; in dit geval gaan we voor de koppeling van 2 vlotters een puntvormige neus monteren zodanig dat er geen water tussen twee vlotters kan ontsnappen. De gelagerde assen van de drie trommels worden met een flexibele koppeling gekoppeld zodat de vrijgekomen kracht uiteindelijk op één centrale as (voorgesteld door n 2) terecht komt. Vanaf deze as gaan we de kracht door middel van gekende overbrengingstechnieken overzetten naar een stroomgenerator. Hier voor kunnen we ons beroepen op reeds gekende technieken onder meer door ringgeneratoren uit de windenergie.
We kunnen tussen de vlotters een net ofdraad kunnen spannen om eventueel zwerfvuil ofander milieuafval op te vangen en tevens op deze manier ook gemakkelijker te verwijderen uit de rivier of de zee. Ook kunnen er mobiele schotten tussen de vlotters geplaatst worden en dan bij voorkeur bij een opstelling op zee waardoor eventueel drijvend vuil zoals bv. ruwe aarolie kan worden opgevangen worden. Dit kan dan milieuverontreining op stranden vermijden op verminderen.
Het toestel heeft voldoende meerpunten(voorgesteld door n 3), beter gezegd aan elk uiteinde van een vlotter wordt een bevestigspunt gemaakt, om via een kabel- en katrolsysteem op zijn plaats gehouden te worden (zie figuur 3).
Een bijkomend voordeel van het systeem is dat het tevens kan gebruikt worden als stormstuw , dat wil zeggen dat het bij storm het opkomdend tij (vloed) kan vertragen naar het binnenland toe wat hoopgevend kan zijn voor bepaalde regio's.
Nog een voordeel van het systeem is het verminderen van botulisme door het feit dat er door de ronddraaiende beweging van de schoepen meer zuurstof in het water komt, zodat op termijn zelfs het visbestand zal uitbreiden en bijgevolg het aantal zieke vissen zal verminderen.
Het systeem kan tevens opgesteld worden tussen de masten van windmolenparken op zee, zodanig dat deze ruimte 2 maal dienst kan doen voor het verkrijgen van 'groene energie'.
De opstelling van dit systeem is natuurlijk vrij te kiezen maar de keuze van de plaats van bepaalde voordelen hebben zoals : - grotere stromingen op reeds gekende plaatsen waardoor de energieopbrengst groter is; - onder bepaalde opstelde masten ofbruggen zodat deze ruimte 2 maal dienst doet; - plaatsen waar veel zwerfvuil passeert zodat dit opgevangen wordt en met een bepaalde frequentie kan verwijderd worden; - plaatsen waar grotere vissterfte heerst ;
<Desc / Clms Page number 1>
l. Description of current energy extraction: Electricity used to be the result of coal burning, which was used to power turbines, but later on fuel oil and natural gas were also used, which then replaced the coal. At the moment, nuclear energy is also used, from which electricity is then extracted.
During combustion, coal, fuel oil and gas affect the environment in particular that there is a harmful emission to the air, which is environmentally harmful. In turn, nuclear energy has the disadvantage of nuclear waste which must be treated with the greatest possible care in order to avoid radioactive contamination. This waste also remains dangerous for centuries, which will eventually create an unsustainable situation. As the electricity companies will become more and more mandatory in the long term for the use of 'white energy'.
By 'white energy' we mean electricity that is obtained by applying techniques that do not harm the environment. We know here, among other things: # wind energy in which large windmills drive alternators that then release electricity # solar energy in which the sun starts generating electricity via solar cells # dams in which turbines are driven with masses of piled up water (system is more suitable in mountainous areas) At the moment I have developed a new system that makes use of the flow of water that occurs in tidal rivers or seas under the influence of ebb and flow.
As a result, electricity is generated in the new energy system that is called 'aqua-volt'.
In what follows we explain the operation of the system on the basis of drawings and the accompanying text.
<Desc / Clms Page number 2>
2. Description of how the system works: We take 2 flat plates, the dimensions and shape of which depend on the size and the number of wheels that we will place. Take figure 1, between the 2 plates (n 1 1) you place 3 drums or also called paddle wheels. These paddle wheels are composed of 2 round plates of D mm diameter between which X number of blades are mounted. In the middle we place an axis with diameter, which is mounted with watertight needle bearings. The drums 2 & 3 have 1 driving wheel, while drum 1 contains three, being 2 of 40 cm and 1 of 110 cm, for example. The large wheel transmits its force to the upper axle n 4, which in turn drives the shafts 5 & 6 (see Fig. 1).
The shafts 4,5 & 6 provide the power and the movement to the upper altemator, which supplies the current both with a rotating movement counter clockwise and clockwise. A voltmeter, ammeter and a current controller are placed on the system as control devices.
The side walls are reinforced and connected with the necessary reinforcement bridges n 13 (Fig. 4) to keep the whole stable.
The drums are arranged via V-belts n 12 with an internal toothing with a difference of 72, and this in order to get more efficiency from the water. Figure 2 shows the reinforcement bridges and the alternators, as well as the 4 floats, each of which has an oblique side to collect more water and thus increase the water speed between the plates. Each of the floats has a filler cap to control the optimum level (read draft) of the entire system. The dimensions of the floats are determined if the combined weight of the system is known, taking into account a certain overcapacity of the floats.
The drive wheels of numbers 1, 2 and 3 are clearly visible in Figure 2.
There is always a spring shaft on the 2 ends of the system, one acting left and one working right. A steel cable n 16 is connected to each spring axis, which cable is in turn connected to a counterweight n 15 which is located at the bottom of the river and / or the sea. This has the function to hold the system in place at low tide and at high tide. The spring axes X and Y are needed to compensate for the difference in water height at low tide and at high tide. In figure 4 it is shown that the system rests on round tubes n 17 so as not to get stuck in the sludge (possibly at low water). N 14 shows us how the altemator is arranged. One can opt for one or more alternators depending on the application and the required flows and possibly also depending on the arrangement in rivers and / or seas.
Figure 5 shows the arrangement of the water drums n 1, 2 and 3. Figure 6 is a cross-section of the system on which the floats V can also be seen.
Calculation of the number of revolutions of the outgoing shaft: Depending on the river and / or sea, we have a flow speed of 2.7 m / s between the plates, partly due to the fact that the oblique float structure increases the nominal water speed.
Suppose: a wheel with a diameter of 1100 mm has a circumference of 3454 mm or 3.454 m It follows: 2.7 m per second / 3.454 circumference = 0.78 revolutions per second Via the transmissions on axles 4.5 & 6, which smaller ones Drive wheels have a speed on these axles of 6.7 revolutions per second.
Via the transmissions to the axles 7,8 & 9, which in turn have smaller driving wheels, we arrive at a speed of 17.9 revolutions per second or 1075 revolutions per minute on these axes, which is sufficient to handle the most common alternators. and therefore also to deliver an excellent return.
<Desc / Clms Page number 3>
4. Improvement of the system.
As a result of tests, we have moved to a different shape and arrangement of the drums, namely a cast barrel-shaped core with vanes perpendicular to the wall so that they can work both at low tide and at high tide. The advantage of a cast barrel as a core is that the water cannot penetrate into the core of the drum, but is pushed forward so that less kinetic energy is lost.
On figure 7 we can also note that the drums (represented by n 4) will no longer be placed behind each other but next to each other. This has the advantage that the flow force is constant in all drums and the water must also pass through a narrowing 3 times, so that the flow is accelerated 3 times. The narrowing is achieved by chamfering the floats (represented by n 1) on the front and back at an angle of +/- 45. The floats can be controlled in content so that a limited adjustment can be made of the depth of the wheel in the water so that the efficiency can be optimized in this way. We can therefore say that the arrangement is in the form of a catemaran boat.
We can possibly make the arrangement in such a way that each drum functions separately to better defy the waves (depending on the river or the sea); in this case we will mount a pointed nose for the coupling of 2 floats in such a way that no water can escape between two floats. The bearing shafts of the three drums are coupled with a flexible coupling so that the released force eventually ends up on one central shaft (represented by n 2). From this axis we will transfer the power to a power generator by means of known transmission techniques. For this we can rely on techniques that are already known, among others by ring generators from wind energy.
We can tension a net or wire between the floats to collect any litter or other environmental waste and also to remove it more easily from the river or the sea in this way. Mobile partitions can also be placed between the floats and then preferably at an arrangement at sea through which any floating dirt such as, for example, crude spike oil can be collected. This can then reduce or reduce environmental pollution on beaches.
The device has sufficient multiple points (represented by n 3), or rather a mounting point is made at each end of a float to be held in place via a cable and pulley system (see figure 3).
An additional advantage of the system is that it can also be used as a storm weir, meaning that in the event of a storm it can delay the rising tide (flood) towards the interior, which can be promising for certain regions.
Another advantage of the system is the reduction of botulism due to the fact that the rotating movement of the blades brings more oxygen into the water, so that in the long term even the fish stock will increase and consequently the number of sick fish will decrease.
The system can also be set up between the masts of offshore wind farms, in such a way that this space can serve twice to obtain 'green energy'.
The arrangement of this system can of course be chosen freely, but the choice of the location of certain advantages has such as: - larger currents in already known places, whereby the energy yield is higher; - under certain masts or bridges set up so that this space serves twice; - places where a lot of litter passes so that it is collected and can be removed with a certain frequency; - places where there is greater fish mortality;