BE1021094B1 - Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie - Google Patents
Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie Download PDFInfo
- Publication number
- BE1021094B1 BE1021094B1 BE2013/0471A BE201300471A BE1021094B1 BE 1021094 B1 BE1021094 B1 BE 1021094B1 BE 2013/0471 A BE2013/0471 A BE 2013/0471A BE 201300471 A BE201300471 A BE 201300471A BE 1021094 B1 BE1021094 B1 BE 1021094B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- paddle wheel
- river
- generator group
- housing
- estuary
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 claims description 3
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000700647 Variola virus Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
- F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
- F03B17/063—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having no movement relative to the rotor during its rotation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
- F03B11/02—Casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
- F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
- F05B2240/133—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines with a convergent-divergent guiding structure, e.g. a Venturi conduit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/14—Casings, housings, nacelles, gondels or the like, protecting or supporting assemblies there within
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05B2240/31—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/40—Use of a multiplicity of similar components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/60—Shafts
- F05B2240/61—Shafts hollow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
- F05B2240/931—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface which is a vehicle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/40—Transmission of power
- F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
- F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/10—Purpose of the control system
- F05B2270/18—Purpose of the control system to control buoyancy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Inrichting voor het opwekken van energie gebruik makend van de stroming van een rivier (2) of dergelijke, welke inrichting (1) een schoepenrad (11) bevat en minstens één generatorgroep (15) bevat waarvan de aandrijfas (18a) gekoppeld is aan de as (12) van het schoepenrad (11), daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van een minstens gedeeltelijk ondergedompelde behuizing (3) met open bodem (4) die zich op een hoogte (A) boven de bodem (5) van de rivier (2) of dergelijke bevindt en waarin het schoepenrad (11) vrij roteerbaar is aangebracht met schoepen (14) die onder de open bodem (4) uitsteken. Figuur 1
Description
Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie.
Meer speciaal is de uitvinding bedoeld voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruik makend van de stroming van een rivier, estuarium of dergelijke.
Men kent reeds inrichtingen die gebruik maken van de stroming van het water voor het opwekken van energie. Een praktisch voorbeeld van zulke inrichting is een waterkrachtcentrale.
Zulke waterkrachtcentrale vereist het aanleggen van stuwmeren in rivieren met behulp van één of meerdere dammen.
De locatie van deze stuwmeren moet zorgvuldig uitgekozen worden en niet alle rivieren zijn hiervoor geschikt.
Deze stuwmeren kunnen bovendien nadelige gevolgen hebben voor de natuur, omdat de natuurlijke habitat van dieren en planten verstoord wordt.
Deze stuwmeren houden een groot verlies aan landoppervlakte in waardoor vaak hele dorpen of steden verhuisd moeten worden en deze stuwmeren kunnen mogelijk een gevaar betekenen bij het falen van de dammen.
Bovendien zijn de waterkrachtcentrale en de dammen grote en complexe constructies, waardoor de opbouw van dergelijke installaties een dure, lange en gecompliceerde aangelegenheid is.
Bijkomend vormt zulke waterkrachtcentrale een belemmering van het waterverkeer.
De turbines die gebruikt worden bevinden zich bovendien deels onder water, wat ertoe leidt dat de turbines en de daarop aangesloten generatoren zorgvuldig moeten afgedicht worden wat het onderhoud of de herstellingen compliceert.
Men kent ook reeds een soort van onderwater turbine, waarbij een schroef, rotor of dergelijke onder water geplaatst wordt welke door de stroming van het water zal beginnen roteren en op deze manier elektrische stroom kan opwekken.
Ook dergelijke bekende installaties vertonen het nadeel dat turbines en de daarop aangesloten generatoren zorgvuldig moeten worden afgedicht om de nadelige effecten van blootstelling aan het water te voorkomen.
Dit maakt de installatie niet alleen duur, maar ook moeilijk te onderhouden.
Bovendien vormen de roterende schoepen van de schroef, rotor of dergelijke een gevaar voor het mariene leven.
De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.
Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruik makend van de stroming van een rivier, estuarium of dergelijke, welke inrichting een schoepenrad bevat dat in twee richtingen vrij verdraaibaar is rond een as en minstens één elektrische generatorgroep bevat waarvan de aandrijfas koppeloverdragend gekoppeld is aan de as van het schoepenrad, daardoor gekénmerkt dat de inrichting voorzien is van een volledig of minstens gedeeltelijk ondergedompelde behuizing in de vorm van een klok met open bodem die zich op een hoogte boven de bodem van de rivier, estuarium of dergelijke bevindt waarvan de inwendige ruimte onder druk is geplaatst om de hoogte van de waterspiegel in de klok te regelen of te vrijwaren en waarin het schoepenrad roteerbaar is aangebracht met schoepen die onder de open bodem uitsteken.
Een voordeel is dat de inrichting minder onderworpen is aan maritieme condities, zoals golven of extreme weersomstandigheden.
Bovendien zal de generatorgroep volledig boven de waterspiegel in de klok geplaatst kunnen worden.
Dit heeft als voordeel dat deze delen van de inrichting niet blootgesteld zijn aan het water waardoor hun constructie en met name hun afdichting aan minder strenge eisen zal moeten voldoen. Ook het onderhoud van de inrichting zal gemakkelijker en goedkoper kunnen gebeuren.
Bovendien zit het grootste gedeelte van de roterende schoepen verborgen onder de klok, waardoor er weinig of geen gevaar is voor het mariene leven.
De inrichting is bovendien onttrokken aan het oog, waardoor er geen verstoring is van het natuurlijk uitzicht van de rivier, estuarium of dergelijke.
Bijkomend is een inrichting volgens de uitvinding minder hinderlijk voor het waterverkeer of kan zelfs op een zodanige diepte worden voorzien dat schepen er kunnen over varen en dus helemaal geen hinder ondervinden.
Bij voorkeur is de inrichting voorzien van middelen om de stroming van de rivier, het estuarium of dergelijke onder de open bodem van de klok ter hoogte van de schoepenrad te verhogen.
Dit zal ervoor zorgen dat de inrichting zo optimaal mogelijk hydro-elektrische energie kan halen uit de stroming van het water.
Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding is het schoepenrad zelfdrijvend en ligt de as van het schoepenrad boven het niveau van de waterspiegel in de klok.
Wanneer de as van het schoepenrad boven water ligt, heeft dit als voordeel dat deze as niet moet voorzien worden van speciale afdichtingen.
Door het zelfdrijvende karakter, zal het schoepenrad geen kracht uitoefenen op zijn as of op de aandrijfas van de generatorgroep ten gevolge van zijn gewicht.
Dit heeft als voordeel dat de energieoverdracht met aanzienlijk minder verliezen zal gepaard gaan.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is het schoepenrad voorzien van een aantal schoepen waarvan er voortdurend minstens één tijdens het gebruik in het water steekt.
Op deze manier kan het schoepenrad in beweging gebracht worden door het water, zonder dat het noodzakelijk is ook de as van het schoepenrad onder water te plaatsen.
Dit biedt het voordeel dat de inrichting zeer eenvoudig is wat de constructie ervan goedkoop maakt. Buiten de schoepen van het schoepenrad zijn er geen andere bewegende delen die onder water zitten, waardoor er dus ook geen extra aandacht nodig is voor afdichtingen en andere maatregelen ter voorkoming van de schadelijke gevolgen van het water.
Deze schoepen kunnen aangebracht zijn op een cilindrisch gedeelte van de as, welke vervaardigd is uit een drijvend materiaal.
Alternatief kan het cilindrisch gedeelte van de as hol uitgevoerd zijn en gevuld zijn met een gas of ander drijvend materiaal. Dit gas kan bijvoorbeeld lucht zijn.
Bij voorkeur zijn de generatorgroep of -groepen aangebracht aan de behuizing.
Dit heeft als voordeel dat het gewicht van de generatorgroep of -groepen gedragen wordt door de behuizing en bijvoorbeeld niet door de as van het schoepenrad.
Bij voorkeur wordt ervoor gezorgd dat het drijvend vermogen van het schoepenrad en de locatie van de generatorgroep of -groepen zodanig zijn dat, wanneer het schoepenrad vrij op de waterspiegel in de behuizing drijft, de hoogte van de as van het schoepenrad overeenstemt met de hoogte van de aandrijfas van de generatorgroep of -groepen.
Een voordeel hiervan is dat het gewicht van het schoepenrad volledig wordt opgeheven door de opwaartse kracht waardoor de koppeling tussen het schoepenrad en de aandrijfas van de generatorgroep in verticale richting volledig onbelast zijn. Hierdoor is er minder energieverlies te wijten aan wrijvingen en blijft er dus meer nuttige elektrische energie ter beschikking voor omzetting in elektrische stroom. Bovendien is de inrichting aan minder krachten onderworpen waardoor de inrichting lichter kan gebouwd worden.
Bij voorkeur is minstens één generatorgroep een gelij kstroomgeneratorgroep.
Bij voorkeur is ook een generatorgroep voorzien aan weerszijden van het schoepenrad.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm bevat de generatorgroep een transmissie tussen de generator en de as van het schoepenrad en bevat de transmissie een mechanisme om de draairichting van de as van de generator om te draaien ten opzichte van het schoepenrad om ervoor te zorgen dat de generator steeds in dezelfde draairichting wordt aangedreven, ongeacht de draairichting van het schoepenrad.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn alle delen van de inrichting die met water in contact komen behandeld met een niet toxische verflaag op basis van een oppervlaktebehandelde composiet coating, genre Ecospeed®.
Dergelijke coating zal ervoor zorgen dat aan de voornoemde delen ontstane aangroei van slijm, algen en dergelijke gemakkelijk kan verwijderd worden.
Bovendien biedt dergelijke coating een zeer goede bescherming tegen corrosie, zodat de metalen onderdelen dunner gemaakt kunnen worden omdat geen rekening moet gehouden worden met mogelijke aantasting door corrosie.
De uitvinding betreft ook een reeks van inrichtingen volgens de uitvinding waarbij zij in een getijdenrivier of estuarium worden geplaatst op een afstand van elkaar gezien in de stromingsrichting van de getijdenrivier of het estuarium en over een zodanige afstand van de getijdenrivier of het estuarium zijn verspreid dat steeds ten minste één inrichting in een zone met stroming staat.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruik makend van de stroming van een rivier, estuarium of dergelijke volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:
Figuur 1 schematisch een voorkeurdragende uitvoering van een inrichting volgens de uitvinding voor het opwekken van hydro-elektrische energie weergeeft waarbij de inrichting is aangebracht in een getijdenrivier; figuur 2 schematisch een doorsnede weergeeft volgens de lijn II-II' in figuur 1; figuur 3 schematisch een doorsnede weergeeft volgens de lijn III-III' in figuur 1; figuur 4 schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft van figuur 3; figuur 5 schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft van het gedeelte aangeduid door F5 in figuur 3; figuur 6 schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 7 een bovenaanzicht weergeeft van een rivier waarin een reeks van inrichtingen volgens figuur 1 is aangebracht ; figuur 8 schematisch nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 9 schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft van figuur 8; figuur 10 schematisch nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft van de inrichting volgens de uitvinding; figuur 11 schematisch de doorsnede weergeeft volgens lijn XI-XI' in figuur 10; figuur 12 een doorsnede weergeeft van een rivier waarin een reeks van inrichtingen volgens figuur 1 is in aangebracht ter vorming van een muur van inrichtingen; figuur 13 schematisch nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 14 schematisch een variante weergeeft van de uitvoeringsvorm uit figuur 13; figuur 15 schematisch nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 16 schematisch een doorsnede weergeeft volgens de lijn XVI-XVI in figuur 15; figuur 17 schematisch een variante weergeeft van de uitvoeringsvorm van figuur 15.
In figuren 1, 2 en 3 is schematisch een inrichting 1 volgens de uitvinding weergegeven welke geplaatst is in een getijdenrivier 2.
De inrichting 1 bestaat uit een ondergedompelde behuizing 3 in de vorm van een klok 3 met open bodem 4.
De open bodem 4 bevindt zich op een afstand A van de bodem 5 van de getijdenrivier 2.
De behuizing 3 is voorzien van middelen om de inwendige ruimte 8 van de behuizing 3 onder druk te plaatsen, in dit geval bestaan de middelen uit een persluchtinstallatie 6, waarvan de uitgang 7 aangesloten is op de inwendige ruimte 8.
De inwendige ruimte 8 is voor een deel gevuld met de perslucht en voor een deel gevuld met water.
Vier palen 9, welke verbonden zijn met de behuizing 3 en in de bodem 5 van de getijdenrivier 2 zijn verankerd, zorgen ervoor dat de inrichting 1 ter plaatse en met zijn open bodem 4 op de gepaste hoogte A boven de bodem 5 van de getijdenrivier 2 wordt gehouden.
Het is duidelijk dat ook meer of minder dan vier palen 9 voorzien kunnen zijn.
In de behuizing 3 bevindt zich een schoepenrad 10. De as 11 van het schoepenrad 10 is uitgevoerd in een drijvend materiaal, het schoepenrad 10 drijft hierdoor op het water. De as 11 van het schoepenrad 10 is vrij roteerbaar rond een geometrische as X-X' .
Op de as 11 van het schoepenrad 11 zijn een aantal radiaal gerichte vlakke schoepen 13 aangebracht die zich in de lengterichting evenwijdig uitstrekken met de as 11 van het schoepenrad 10.
Het schoepenrad 10 is zodanig ontworpen dat het drijvend vermogen van het schoepenrad 10 voldoende is om de as 11 van het schoepenrad 10 boven de waterspiegel 12 in de klok 3 te houden en ervoor te zorgen dat voortdurend minstens één van de voornoemde schoepen 13 tenminste gedeeltelijk in het water steekt. De schoepen 13 steken tenminste gedeeltelijk onder de open bodem 4 uit.
De inrichting is verder ook voorzien van twee generatorgroepen 14, waarbij er één aan elke zijde van het schoepenrad is geplaatst.
Elke generatorgroep 14 bestaat uit een transmissie 15 en een daarmee verbonden generator 16. De transmissie 15 is voorzien van een ingaande aandrijfas 17a die gekoppeld is aan de as 11 van het schoepenrad 10 en van een uitgaande as 17b die gekoppeld is aan de as 18 van de generator 16.
De generatorgroepen 14 zijn bij voorkeur bevestigd aan de binnenzijde 8 van de klok 3. Het drijvend vermogen van het schoepenrad 10 en de locatie van de generatorgroepen 14 zijn zodanig dat wanneer het schoepenrad 10 vrij op de waterspiegel 12 in de behuizing 3 drijft, de hoogte van de as 11 van het schoepenrad 10 overeenstemt met de hoogte van de aandrijfas 17a van de generatorgroepen 14.
In dit geval draait de aandrijfas 17a van één van de twee generatorgroepen 14 in een eerste draairichting mee met de as 11 van het schoepenrad 10 en is de aandrijfas 17a vrij verdraaibaar in de andere tweede draairichting terwijl de aandrijfas 17a van de tweede generatorgroep 14 in de eerste draairichting vrij verdraaibaar is en in de tweede draairichting meedraait met de as 11 van het schoepenrad 10.
Hiertoe bevat de generatorgroep 14 een vrijwiel 19 dat een vrije verdraaiing toelaat van de aandrijfas 17a van de generatorgroep 14 ten opzichte van de as 11 van het schoepenrad 10 in één richting en een draaivaste koppeling vormt tussen de generatorgroep 14 en het schoepenrad 10 in de andere draairichting.
De generatorgroep 14 is in dit geval een gelijkstroomgeneratorgroep 14 die door middel van een elektrische kabel 20 verbonden is met een omvormer 21 op de kade 22 die de geleverde gelijkstroom omzet in wisselstroom die via een kabel 23 kan geleverd worden aan het elektriciteitsnet 24.
Het is niet uitgesloten dat de omvormer 21 zich in de behuizing 3 bevindt in plaats van op de kade 22.
In dit geval zijn alle delen van de inrichting 1 die met water in contact komen voorzien van een niet-toxische verflaag op basis van een oppervlaktebehandelde composiet coating.
Door de aard van de coating zal aangroei zoals bijvoorbeeld algen, slijm en pokken gemakkelijk te verwijderen zijn.
Bovendien zullen de behandelde delen geen nadelige effecten ondervinden van corrosie omdat dergelijke coating uitstekende corrosiewerende eigenschappen bezit.
De werking van de inrichting 1 is zeer eenvoudig en als volgt.
Wanneer de inrichting is aangebracht in een getijdenrivier 2 zoals weergegeven in figuren 1, 2 en 3, zal de stroming van het water het schoepenrad 10 laten draaien.
Het is bekend dat getijdenrivieren 2 gedurende bepaalde periodes afvloeien naar zee en gedurende andere periodes in de omgekeerde richting stromen weg van de zee. Dit betekent dat het schoepenrad 10 gedurende bepaalde periodes in één draairichting rond de as X-X' zal worden aangedreven en in andere periodes in de omgekeerde draairichting.
In het geval van de figuren 1, 2 en 3 stroomt het water in de richting van pijl B waardoor het schoepenrad wordt aangedreven in de draairichting van pijl C. In dit geval zal door de werking van het vrijwiel 19 de generatorgroep 14 links in figuren 1 en 2 worden aangedreven door het schoepenrad 10, terwijl de generatorgroep 14 rechts in figuren 1 en 2 niet zal worden aangedreven. In dit geval zal dus de linkse generatorgroep 14 stroom opwekken die na omzetting in de omvormer 21 aan het elektriciteitsnet 24 wordt geleverd.
De transmissie 15 is zodanig ontworpen dat het toerental van het schoepenrad 10 met een bepaalde transmissieverhouding aan de generator 16 wordt overgedragen om de generator 16 aan een geschikt en bij voorkeur constant toerental aan te drijven voor het opwekken van elektrische stroom.
Wanneer het tij omkeert zal de stromingsrichting omkeren in een richting tegengesteld aan deze van de pijl B waardoor het schoepenrad 10 ook in de tegengestelde draairichting van de pijl C zal worden aangedreven. In dit geval zal het de rechtse generatorgroep 14 zijn die door het schoepenrad 10 wordt aangedreven en zal de linkse generatorgroep 14 door de werking van het vrijwiel 19 vrij kunnen draaien ten opzichte van het schoepenrad 10 en daardoor niet worden aangedreven. De stroom zal in dit geval dus worden opgewekt door de rechtse generatorgroep 14 terwijl de linkse generatorgroep geen stroom zal opwekken.
Het is dus duidelijk dat, wat ook de richting B moge zijn van de stroming, er steeds stroom geleverd wordt door één van beide generatorgroepen 14 waardoor op een continue manier stroom aan het elektriciteitsnet 24 wordt geleverd.
Om de waterspiegel 12 in de klok 3 te regelen wordt gebruik gemaakt van een persluchtinstallatie 6 welke toelaat meer of minder perslucht in de klok 3 te brengen. Hierdoor zal de hoogte D van de waterspiegel 12 in de klok 3 geregeld kunnen worden, waardoor ervoor kan gezorgd worden dat de generatorgroepen 14 en andere onderdelen van de inrichting niet onder de waterspiegel 12 terechtkomen.
Tevens zal er voor gezorgd worden dat de hoogte D van de waterspiegel 12 steeds groter is dan de hoogte A van de open bodem 4 van de klok 3.
De in figuur 4 weergegeven alternatieve uitvoeringsvorm verschilt van de vorige uitvoeringsvorm doordat er aan de open bodem 4 twee trechters 25 voorzien zijn, om de stroming plaatselijk te verhogen.
Indien gewenst kan er ook slechts één trechter 25 voorzien zijn, bijvoorbeeld als de rivier geen getijdenrivier 2 is.
De werking van deze inrichting 1 is analoog aan de inrichting 1 uit figuren 1, 2 en 3, waarbij het water onder de behuizing 3 door zal stromen en via de trechters 25 naar het schoepenrad 10 geleid worden en het schoepenrad 10 aandrijft.
Het is duidelijk dat deze trechters 25 ook in of aan de behuizing 3 of de palen 9 geïntegreerd kunnen worden.
In figuur 5 is een alternatieve uitvoeringsvorm weergegeven van het schoepenrad 10 in figuur 3 waarbij in dit geval de schoepen 13 niet vlak zijn maar waarbij de schoepen 13 roteerbaar zijn aan hun basis door middel van een scharniermechanisme 26a waarmee de schoepen op de as 11 van het schoepenrad 10 zijn bevestigd. Verder is een instelmechanisme voorzien dat niet in de figuur is weergegeven en dat toelaat de rotatiehoek E van de schoepen 13 ten opzichte van de radiale richting Y-Y' in een bepaalde geroteerde positie te blokkeren.
Het scharniermechanisme 26a laat een rotatie toe rond een meetkundige as X-X' die zich evenwijdig uitstrekt met de as 11 van het schoepenrad 10.
Bijkomend, doch niet noodzakelijk, zijn in deze alternatieve uitvoeringsvorm van figuur 5 de schoepen 13 gesegmenteerd met in dit geval twee segmenten 27 die door middel van een scharniermechanisme 26b ten opzichte van elkaar roteerbaar zijn rond een meetkundige as X-X' evenwijdig met de as 11 van het schoepenrad 10. Een niet in de figuur weergegeven instelmechanisme is voorzien om de hoek F tussen de segmenten 27 in een opgegeven positie te kunnen blokkeren.
Op deze manier kan de stand van de schoepen 13 en de geometrie van de schoepen 13 aangepast worden aan de gegeven omstandigheden van de locale stroming om aldus het rendement van de inrichting 1 te kunnen optimaliseren. Het is duidelijk dat ook meer dan twee segmenten 27 mogelijk zi jn.
De in figuur 6 weergegeven alternatieve uitvoeringsvorm verschilt van de vorige uitvoeringsvormen zoals weergegeven in figuren 1 tot 3 doordat zij voorzien is van twee ankerkettingen 28 in plaats van vier palen 9. Deze zijn verbonden met de behuizing 3 en zijn in de bodem 5 van de getijdenrivier 2 verankerd. Ze zorgen ervoor dat de inrichting 1 ter plaatse en met de open bodem 4 op de gepaste hoogte A boven de bodem 5 van de getijdenrivier 2 wordt gehouden.
De werking is verder analoog aan de werking van de vorige beschreven uitvoeringsvorm.
Het is duidelijk dat er ook slechts één of meer dan twee ankerkettingen 28 voorzien kunnen zijn.
Bij voorkeur wordt een reeks van voornoemde inrichtingen 1 volgens de uitvinding verspreid over een afstand van de getijdenrivier 2, zoals weergegeven in figuur 7.
Bij de wisseling van het getij zal er steeds een zone 29 zijn zoals weergegeven in figuur 7 waarbinnen de stroming wegvalt zodat de inrichting 1 die zich in deze zone 29 bevindt tijdelijk, gedurende bijvoorbeeld een twintigtal minuten, buiten gebruik is.
Het is echter geweten dat deze zone 29 plaatselijk is en zich verplaatst langsheen de rivier 2 zodat in het geval van figuur 7 er steeds inrichtingen 1 zullen zijn die zich buiten de zone 29 van stilstaand water bevinden en bijgevolg door de stroming worden aangedreven, althans voor zover de afstand tussen de inrichtingen 1 voldoende groot wordt gekozen.
Zodoende zorgt men voor een continue stroomvoorziening aangezien steeds enkele inrichtingen 1 in werking zijn terwijl slechts een beperkt aantal tijdelijk buiten werking zal zijn wanneer deze zich in de zone 29 bevinden.
De uitvoeringsvorm zoals weergegeven in figuur 8 is voorzien van meerdere schoepenraderen 10 in de behuizing 3, in dit geval drie. Hierbij is elk schoepenrad 10 voorzien van twee generatorgroepen 14, één aan elke kant van het betreffende schoepenrad 10.
De verschillende schoepenraderen 10 zijn met hun assen 11 evenwijdig aan elkaar en ten opzichte van de stromingsrichting achter elkaar geplaatst.
Elk schoepenrad 10 zal door de stroming van het water van de rivier 2 in beweging worden gebracht, analoog zoals beschreven voor de eerste uitvoeringsvorm. Hierdoor zullen per inrichting 1 meerdere generatorgroepen 14 tegelijkertijd elektrische energie opwekken, wat het totale vermogen per inrichting 1 zal verhogen.
Het is duidelijk dat ook voor deze uitvoeringsvorm meerdere inrichtingen 1 achter elkaar geplaatst kunnen worden in een getijdenrivier 2.
Het is verder ook duidelijk dat er ook slechts twee of meer dan drie schoepenraderen 10 in de behuizing 3 kunnen worden aangebracht.
Desgewenst kan ervoor gekozen worden om een aantal, in dit geval vier, schoepenraderen 10 in de behuizing 3 geschrankt achter elkaar te plaatsen, zoals weergegeven in figuur 9.
Hierbij is afwisselend de linkse dan wel de rechtse generatorgroep 14 geplaatst op een platform 30 aan de binnenzijde van de behuizing 3 in plaats van deze generatorgroep 14 aan de behuizing 3 zelf te bevestigen.
Door het gebruik van deze platformen 30, komen de schoepenraderen 10 op een geschrankte wijze achter elkaar te liggen in plaats van in lijn recht achter elkaar.
De werking is verder analoog aan de inrichting 1 zoals weergegeven in figuur 8.
Het is vanzelfsprekend niet uitgesloten om meer of minder dan vier schoepenraderen 10 op deze wijze geschrankt in de behuizing 3 te plaatsen.
In figuren 10 en 11 is een alternatieve uitvoeringsvorm weergegeven van de inrichting 1 volgens de uitvinding waarbij in dit geval de behuizing 3 is geïntegreerd in de kade 22, meer speciaal tegen de kademuur 31.
In dit geval zijn de palen 9 deels geïntegreerd in de kade 22, waarbij deze palen 9 in de bodem 5 van de rivier 2 verankerd zijn om de behuizing 3 op zijn plaats tegen de kademuur 31 te houden.
Verder is op de behuizing 3 een groot blok 32 voorzien, bijvoorbeeld gemaakt uit beton.
Het betonblok 32 zal in dit geval voor het nodige tegengewicht zorgen om de behuizing 3 onder water te houden tegen de opwaartse kracht van het water.
Op dit betonblok 32 is in dit geval de persluchtinstallatie 6 voorzien, welke de inwendige ruimte 8 onder druk plaatst.
Boven het blok 32, onder de kade 22, is er een ruimte 33 waar er een sas 34 is voorzien welke toegang geeft tot de inwendige ruimte 8 waarin zich het schoepenrad 10 met generatorgroepen 14 bevindt.
Met behulp van dit sas 34 en doorgang 35 kunnen personen welke instaan voor het onderhoud en/of herstellingen van de inrichting gemakkelijk de inwendige ruimte 8 bereiken.
In dit geval is de omvormer 21 ook voorzien in de behuizing 3, in plaats van op de kade 22.
Verder is de inrichting 1 ook voorzien van trechters 25, welke in dit geval asymmetrisch zijn uitgevoerd, aangezien de nabijheid van de kademuur 31 een symmetrische uitvoering niet toelaat en die zorgen voor een geleiding van de waterstroom langs de schoepen van het schoepenrad 10.
De werking van de inrichting 1 is analoog aan de eerste beschreven uitvoeringsvorm.
Het is duidelijk dat tussen het sas 34 en de behuizing 3 een toegangsbuis 35 is voorzien om de afstand te overbruggen tussen de ruimte 8 en een ingang boven het waterniveau.
Ook in de andere reeds beschreven uitvoeringsvormen kan gebruik gemaakt worden van een sas 34 en een verticale toegangsbuis 35 om de inwendige ruimte 8 te kunnen bereiken.
Het is verder ook duidelijk dat de andere beschreven uitvoeringsvormen ook voorzien kunnen worden van een betonblok 32, bijvoorbeeld geplaatst bovenop de behuizing 3, om ervoor te zorgen dat de inrichting 1 onder water blij ft.
Het is verder ook duidelijk dat in de andere beschreven uitvoeringsvormen de omvormer 21 ook geplaatst kan worden in de behuizing 3.
In figuur 12 is weergegeven hoe een reeks van inrichtingen 1 zoals weergegeven in figuur 1 op en naast elkaar geplaatst kan worden in een getijdenrivier 2 ter vorming van een muur 36.
De muur 36 strekt zich haaks uit op de stromingsrichting B van de getijdenrivier 2.
In dit geval zijn de inrichtingen 1 op een geschrankte wijze geplaatst, waarbij zowel boven en onder als links en rechts van elke inrichting 1 een vrije ruimte 37 is voorzien teneinde de stroming door te laten. Hierbij zijn de behuizingen 3 op de gepaste wijze aan elkaar bevestigd.
Verder kan de muur 36 zich zowel over de hele breedte als over een deel van de breedte van de rivier 2 uitstrekken.
In de kade 22 is een diensttoegang 38 voorzien welke verbonden is met verschillende dienstgangen 39 welke zich tussen de rijen 40 van inrichtingen van de muur 36 bevinden.
Deze diensttoegang 38 en dienstgangen 39 laten toe om op eenvoudige wijze onderhoud en herstellingen uit te voeren aangezien de inrichtingen 1 gemakkelijk te bereiken zijn.
De dienstgangen 39 zijn voorzien van een toegangssas die een toegang toelaten naar de ruimtes 8 waarbij de ruimtes 8 voortdurend van de buitenlucht afgezonderd zijn.
De werking van de inrichtingen 1 is analoog aan de hoger beschreven werking.
In dit geval wordt de opgewekte energie van alle inrichtingen 1 gezamenlijk doorgegeven via één kabel 20 naar de omvormer 21 op de kade 22. Dit kan gerealiseerd worden door de generatorgroepen 14 op de gepaste manier met elkaar te verbinden.
Desgewenst kunnen de inrichtingen 1 voorzien worden van een trechter 25, kan de omvormer 21 voorzien worden in de muur 36, en/of kan er bovenop de muur 36 een betonblok voorzien worden om ervoor te zorgen dan de muur 36 van inrichtingen 1 onder water blijven.
Het is duidelijk dat meerdere van deze muren 36 van inrichtingen 1 achter elkaar geplaatst kunnen worden in een getijdenrivier 2 op een gepaste afstand van elkaar.
In figuur 13 is nog een alternatieve uitvoeringsvorm weergegeven, waarbij figuur 14 een variante hiervan weergeeft.
In figuur 13 is een inrichting 1 aangebracht of ingebouwd in een drijvende of vlottende structuur 41 welke op het waterniveau van de rivier 2 drijft. Hierbij is in dit geval de behuizing 3 slechts gedeeltelijk ondergedompeld.
Deze structuur 41 kan bijvoorbeeld een oud, afgedankt schip, een ponton of dergelijke zijn en zal ervoor zorgen dat de open bodem 4 van de behuizing 3 op een afstand van de bodem 5 van de rivier 2 wordt gehouden.
Deze structuur kan ook een nieuw schip of ponton zijn, waarbij deze licht en goedkoop gebouwd kunnen worden.
Verder zijn er ook aan de onderzijde van de drijvende structuur 41 tegen de behuizing 3 twee stroomversnellers 42 voorzien. Deze zorgen voor een lokale versnelling van het water ter hoogte van de schoepen 13.
De stroomversnellers 42 zijn in dit geval uitgevoerd als platen die samen met de bodem 5 van de rivier 2 een vernauwing vormt die eerst versmallend en daarna verbredend verloopt in de richting van de stroming B.
Bij voorkeur is de inrichting 1 voorzien van een persluchtinstallatie 6 die de ruimte 8 in de inrichting 1 onder geringe overdruk houdt die zondanig geregeld wordt dat de waterspiegel 12 in de behuizing 3 ongeveer overeenkomt met de open bodem 4 van de behuizing 3.
Bijkomend is het schoepenrad 10 een drijvend schoepenrad 10 dat met zijn schoepen 13 onder de behuizing 3 uitsteekt om de stroming te vangen en om te zetten tot mechanische of elektrische energie.
De werking is analoog aan de hoger beschreven uitvoeringsvormen.
Dergelijke uitvoeringsvorm laat toe om oude schepen te recupereren, bovendien kan er heel licht en goedkoop gebouwd worden.
Bovendien wanneer een oud of nieuw schip wordt gebruikt als de drijvende structuur 41, zal het mogelijk zijn om meerdere inrichtingen 1 aan te brengen in het schip en kan er bijgevolg meer energie opgewekt worden. Dit is voorgesteld in figuur 14 die de meeste voorkeursdragende uitvoeringsvorm weergeeft van de uitvinding en die samengevat een reeks van inrichtingen 1 achter elkaar in de stroming bevat, waarbij elke inrichting een schoepenrad 10 bevat die drijvend is aangebracht in een ruimte die open is naar de bodem toe en die onder druk wordt gehouden voor de regeling van de waterspiegel 12 en die voorzien zijn van stroomversnellers 42 teneinde de schoepen 13 van het schoepenrad 10 aan een maximale stromingssnelheid te kunnen onderwerpen.
In figuur 15 is nog een alternatieve uitvoeringsvorm weergegeven, gelijkaardig aan de uitvoeringsvorm van figuur 13, waarbij in dit geval de as 11 van het schoepenrad 10 doorheen de behuizing 3 reikt en waarbij de aandrijfas 17a van de elektrische generatorgroepen 14 gekoppeld is aan de as 11 van het schoepenrad 10 door middel van een tandwieloverbrenging 43 met een tandwiel 44 op de as 11 van het schoepenrad 10 en een daarmee samenwerkend tandwiel 45 op de aandrijfas 17a van de generatorgroepen.
Zowel het tandwiel 44 als de generatorgroepen 14 bevinden zich buiten de inwendige ruimte 8 van de behuizing 3, in dit geval in de vlottende structuur 41.
Het tandwiel 45 op de aandrijfas 17a werkt samen met het tandwiel 44 om de beweging van de as 11 van het schoepenrad 10 over te brengen naar de generatorgroep 14.
De generatorgroep 14 is in dit geval voorzien van een generator 16, waarbij de ingaande aandrijfas 17a ook dienst doet als de as 18 van de generator 16.
De transmissie 15 wordt in dit geval gevormd door de tandwieloverbrenging 43 waarbij, door de diameter van het tandwiel 44 minstens tien keer groter te kiezen dan de diameter van het tandwiel 45, het toerental van het schoepenrad 10 met een geschikte transmissieverhouding aan de generatorgroep 14 kan worden overgedragen om de generator 16 aan een gepast toerental aan te drijven. Bij voorkeur is de diameter van het tandwiel 44 een groot aantal keer groter dan de diameter van het tandwiel 45 van de generatorgroepen 14.
In dit geval zijn de diameters van de tandwielen 44, 45 zodanig gekozen dat de diameter van het tandwiel 44 van het schoepenrad 10 tien keer groter is dan de diameter van het tandwiel 45 van de generatorgroepen 14.
In figuur 16 is schematisch weergegeven hoe de verschillende generatorgroepen 14 in de vlottende structuur 41 geplaatst zijn ten opzichte van het tandwiel 44.
In het weergegeven voorbeeld zijn er aan weerszijden van het schoepenrad 10 vier generatorgroepen 14 geplaatst welke in dit geval in de vlottende structuur 41 zijn aangebracht.
Hierbij is het drijvend vermogen van het schoepenrad 10 zodanig dat, wanneer het schoepenrad 10 vrij op de waterspiegel 12 in de behuizing 3 drijft, de hoogte van de as 11 van het schoepenrad 10 zodanig is dat de steekcirkels van de tandwielen 45 van de generatorgroep- of groepen 14 rakend of nagenoeg rakend zijn aan de steekcirkel van het tandwiel 44 van het schoepenrad 10.
Dit heeft als voordeel dat het gewicht van het schoepenrad 10 en de generatorgroepen 14 volledig wordt opgeheven door de drijvende kracht waardoor de koppeling tussen het schoepenrad 10 en de aandrijfas 17a van de generatorgroepen 14 in verticale richting volledig of hoofdzakelijk onbelast zijn. Hierdoor is er minder energieverlies te wijten aan wrijvingen en blijft er dus meer nuttige elektrische energie ter beschikking voor omzetting in elektrische stroom.
De werking van de inrichting 1 zoals voorgesteld in figuur 15 is analoog aan de werking van de inrichting 1 zoals weergegeven in figuur 13.
Het is duidelijke dat ook in deze uitvoeringsvorm de vlottende structuur 41 de vorm kan aannemen van een schip of dergelijke.
Het is duidelijk dat indien gewenst, ook de tandwieloverbrenging 43 en/of de generatorgroepen 14 zich in de inwendige ruimte 8 van de behuizing 3 kunnen bevinden.
Een mogelijke uitvoeringsvorm hiervan is weergegeven in figuur 17 welke een variante weergeeft van figuur 15. Hierbij is het tandwiel 44 in het midden of ongeveer in het midden van de as 11 van het schoepenrad 10 geplaatst.
De tandwieloverbrenging 43 bevindt zich in de inwendige ruimte 8 van de behuizing 3, waarbij de ingaande aandrijfas 17a van de generatorgroep 14 zich doorheen de behuizing uitstrekt.
Een voordeel van dergelijke uitvoeringsvorm is dat het tandwiel 44 groter kan worden uitgevoerd aangezien geen rekening moet gehouden worden met de afmetingen van de vlottende structuur 41 waarin het zich bevindt. Bovendien strekt de as 11 van het schoepenrad 10 zich niet doorheen de behuizing 3 uit, waardoor er geen speciale afdichtingen moeten voorzien worden op de as 11.
Voor de rest is de werking analoog aan de uitvoeringsvorm zoals weergegeven in figuur 15.
Het is duidelijk dat de overbrenging van de beweging van de as 11 van het schoepenrad 10 naar de ingaande aandrijfas 17a via een tandwieloverbrenging 43 ook in alle hierboven beschreven uitvoeringsvormen kan worden toegepast.
Door het drijvend vermogen van het schoepenrad 10 en het drijvend vermogen van de vlottende structuur 41, is het ook mogelijk om de behuizing 3 achterwege te laten en het schoepenrad 10 vrij te laten drijven op het waterniveau van de getijdenrivier 2, estuarium of dergelijke waarbij het schoepenrad 10 met zijn as 11 op de gepaste wijze is aangebracht aan de vlottende structuur 41.
Hierbij worden de generatorgroepen 14 aan de 'drijvende structuur 10 bevestigd, zodat wanneer de drijvende structuur 41 en het schoepenrad 10 vrij op het waterniveau van de getijdenrivier 2, estuarium of dergelijke drijven, de steekcirkels van de tandwielen 45 van de generatorgroep-of groepen 14 rakend of nagenoeg rakend zijn aan de steekcirkel van het tandwiel 44 van het schoepenrad 10.
In alle beschreven uitvoeringsvormen is het mogelijk dat de behuizing 3 gemaakt is van een stijf materiaal of van een flexibel materiaal, waarbij in het laatste geval de persluchtinstallatie 6 zal zorgen voor de nodige luchtdruk om de behuizing vorm te geven.
De huidige uitvinding is niet beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruik makend van de stroming van een rivier, estuarium of dergelijke volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
Claims (32)
- Conclusies .1. - Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruik makend van de stroming van een rivier (2), estuarium of dergelijke, welke inrichting (1) een schoepenrad (10) bevat dat in twee richtingen vrij verdraaibaar is rond een as X-X' en minstens één elektrische generatorgroep (14) bevat waarvan de aandrijfas (17a) koppeloverdragend gekoppeld is aan de as (12) van het schoepenrad (10), daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van een volledig of minstens gedeeltelijk ondergedompelde behuizing (3) in de vorm van een klok (3) met open bodem (4) die zich op een hoogte (A) boven de bodem (5) van de rivier (2), estuarium of dergelijke bevindt waarvan de inwendige ruimte (8) onder druk is geplaatst om de hoogte van de waterspiegel (12) in de klok (3) te regelen of te vrijwaren en waarin het schoepenrad (10) roteerbaar is aangebracht met schoepen (13) die onder de open bodem (4) uitsteken.
- 2. - Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van middelen om de stroming van de rivier (2), het estuarium of dergelijke onder de open bodem (4) van de klok (3) ter hoogte van het schoepenrad (10) te verhogen.
- 3. - Inrichting volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat deze middelen gevormd worden door een trechter (25).
- 4. - Inrichting volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat wanneer de inrichting (1) in een getijdenrivier (2) of dergelijke wordt geplaatst er twee trechters (25) zijn, één in elke stroomrichting.
- 5. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het schoepenrad (10) zelfdrijvend is en dat de as (11) van het schoepenrad boven het niveau van de waterspiegel (12) in de klok (3) ligt.
- 6. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het schoepenrad (10) voorzien is van een aantal schoepen (13) waarvan er voortdurend minstens één tijdens het gebruik gedeeltelijk in het water steekt.
- 7. - Inrichting volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (13) zijn aangebracht op een cilindrisch gedeelte van de as (11) dat vervaardigd is uit een drijvend materiaal.
- 8. - Inrichting volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (13) zijn aangebracht op een cilindrisch gedeelte van de as (11) dat hol is uitgevoerd en dat gevuld is met een gas of een ander drijvend materiaal.
- 9. - Inrichting volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (13) zijn aangebracht op een gesloten hol cilindrisch gedeelte van de as (11) dat gevuld is met lucht.
- 10. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 6 tot 9, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (13) vlakke bladen zijn die radiaal op het schoepenrad (10) zijn ingeplant.
- 11. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 6 tot 10, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (13) door middel van een scharniermechanisme (26a) aan hun basis roteerbaar zijn ten opzichte van de as (11) en dat een instelmechanisme is voorzien dat toelaat de rotatiehoek (E) van de schoepen (13) ten opzichte van de radiale richting Y-Y' in een bepaalde geroteerde positie te blokkeren.
- 12. - Inrichting volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat het scharniermechanisme (26a) zodanig is dat het een rotatie toelaat rond een meetkundige as X-X' die zich evenwijdig uitstrekt met de as (11) van het schoepenrad (10) .
- 13. - Inrichting volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat de schoepen zijn samengesteld uit twee of meer segmenten (27) die door middel van een scharniermechanisme (26b) ten opzichte van elkaar roteerbaar zijn rond een meetkundige as evenwijdig met de as (11) van het schoepenrad (10) en dat een instelmechanisme is voorzien om de hoek (F) tussen de segmenten (27) in een opgegeven positie te kunnen blokkeren.
- 14. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de generatorgroep of -groepen (14) zijn aangebracht aan de behuizing (3).
- 15. - Inrichting volgens conclusie 14, daardoor gekenmerkt dat het drijvend vermogen van het schoepenrad (10) en de locatie van de generatorgroep of -groepen (14) in de behuizing (3) zodanig zijn dat, wanneer het schoepenrad (10) vrij op de waterspiegel (12) in de behuizing (3) drijft, de hoogte van de as (11) van het schoepenrad (10) overeenstemt met de hoogte van de aandrijfas (17a) van de generatorgroep of -groepen (14).
- 16. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 1 tot 14, daardoor gekenmerkt dat de aandrijfas (17a) van de elektrische generatorgroep of -groepen (14) gekoppeld is aan de as (11) van het schoepenrad (10) door middel van een tandwieloverbrenging (43) met een tandwiel (44) op de as (11) van het schoepenrad (10) en een daarmee samenwerkend tandwiel (45) op de aandrijfas (17a) van de generatorgroep of -groepen (14).
- 17. - Inrichting volgens conclusie 16, daardoor gekenmerkt dat de diameters van de tandwielen (44, 45) zodanig gekozen zijn dat de diameter van het tandwiel (44) van het schoepenrad (10) minstens 10 keer groter is dan de diameter van het tandwiel (45) van de generatorgroep of -groepen (14) .
- 18. - Inrichting volgens conclusie 16 of 17, daardoor gekenmerkt dat het drijvend vermogen van het schoepenrad (10) en de locatie van de generatorgroep of -groepen (14) in de inrichting zodanig zijn dat, wanneer het schoepenrad (10) vrij op de waterspiegel (12) in de behuizing (3) drijft, de hoogte van de as (11) van het schoepenrad (10) zodanig is dat de steekcirkels van de tandwielen (45) van de generatorgroep- of groepen (14) rakend of nagenoeg rakend zijn aan de steekcirkel van het tandwiel (44) van het schoepenrad (10).
- 19. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de ondergedompelde behuizing (3) ter plaatse wordt gehouden op een hoogte boven de bodem (5) van de rivier (2), estuarium of dergelijke door middel van twee of meer palen (9) die verankerd zijn in de bodem (5) van de rivier (2), estuarium of dergelijke.
- 20. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies 1 tot 18, daardoor gekenmerkt dat de ondergedompelde behuizing (3) ter plaatse wordt gehouden op een hoogte boven de bodem (5) van de rivier (2), estuarium of dergelijke door middel van één of meer ankerkettingen (28) die in de bodem (5) van de rivier (2), estuarium of dergelijke verankerd zitten.
- 21. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies 1 tot 18, daardoor gekenmerkt dat de ondergedompelde behuizing (3) op een hoogte boven de bodem (5) van de rivier (2), estuarium of dergelijke wordt gehouden door middel van een vlottende of drijvende structuur (41) waar de behuizing (3) is in ingebouwd.
- 22. - Inrichting volgens conclusie 2 en 5, daardoor gekenmerkt dat de ondergedompelde behuizing (3) op een hoogte boven de bodem (5) van de rivier (2) , estuarium of dergelijke wordt gehouden door middel van een vlottende of drijvende structuur (41) waar de behuizing (3) is in ingebouwd.
- 23. - Inrichting volgens conclusie 21 of 22, daardoor gekenmerkt dat meerdere behuizingen (3) zijn aangebracht in de voornoemde structuur (41), waarbij de schoepenraderen (10) met hun assen (11) evenwijdig aan elkaar en ten opzichte van de stromingsrichting achter elkaar geplaatst zi jn.
- 24. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat meerdere schoepenraderen (10) zijn aangebracht in de behuizing (3).
- 25. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat minstens één generatorgroep (14) een gelijkstroomgeneratorgroep is.
- 26. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat een generatorgroep (14) is voorzien aan weerszijden van het schoepenrad (10).
- 27. - Inrichting volgens conclusie 26, daardoor gekenmerkt dat de aandrijfas (17a) van minstens één generatorgroep (14) in een eerste draairichting meedraait met de as (11) van het schoepenrad (10) en in de andere tweede draairichting vrij verdraaibaar is en dat de aandrijfas (17a) van minstens één generatorgroep (14) die in de eerste draairichting vrij verdraaibaar is en in de tweede draairichting meedraait met de as (11) van het schoepenrad (10) .
- 28. - Inrichting volgens conclusie 27, daardoor gekenmerkt dat de generatorgroep (14) een vrijwiel (19) bevat dat een vrije verdraaiing toelaat in één richting en een draaivaste koppeling vormt in de andere draairichting.
- 29. - Inrichting volgens conclusie 26, daardoor gekenmerkt dat de generatorgroep (14) een transmissie (15) bevat tussen de generator (16) en de as (11) van het schoepenrad (10) en dat de transmissie (15) een mechanisme bevat om de draairichting van de as (18) van de generator (16) om te draaien ten opzichte van het schoepenrad (10) om ervoor te zorgen dat de generator (16) steeds in dezelfde draairichting wordt aangedreven ongeacht de draairichting van het schoepenrad (10).
- 30. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de delen van de inrichting (1) die met water in contact komen behandeld zijn met een niet-toxische verflaag op basis van een oppervlaktebehandelde composiet coating.
- 31. - Een reeks van inrichtingen (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij in een getijdenrivier (2) of estuarium worden geplaatst op een afstand van elkaar gezien in de stromingsrichting van de getijdenrivier (2) of het estuarium en over een zodanige afstand van de getijdenrivier (2) of het estuarium zijn verspreid dat steeds tenminste één inrichting (1) in een zone met stroming staat.
- 32.- Een reeks van inrichtingen (1) volgens één van voorgaande conclusies 1 tot 30, daardoor gekenmerkt dat zij in een getijdenrivier (2) of estuarium worden geplaatst, waarbij de inrichtingen naast en op elkaar worden geplaatst ter vorming van een muur (36) van inrichtingen (1) welke zich haaks uitstrekt op de stromingsrichting van de getijdenrivier (2) of estuarium en met vrije ruimten (37) onder de inrichtingen (1) teneinde de stroming door te laten.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK14706073.5T DK2946107T3 (en) | 2013-01-17 | 2014-01-16 | DEVICE FOR GENERATION OF HYDROELECTRIC ENERGY |
EP14706073.5A EP2946107B1 (en) | 2013-01-17 | 2014-01-16 | Device for generating hydro-electric energy |
US14/761,141 US9581127B2 (en) | 2013-01-17 | 2014-01-16 | Device for generating hydro-electric energy |
PT14706073T PT2946107T (pt) | 2013-01-17 | 2014-01-16 | Dispositivo para gerar energia hidroelétrica |
ES14706073T ES2720231T3 (es) | 2013-01-17 | 2014-01-16 | Dispositivo para generar energía hidroeléctrica |
CA2934984A CA2934984C (en) | 2013-01-17 | 2014-01-16 | A paddlewheel device for generating hydro-electric energy |
PCT/IB2014/000046 WO2014111800A2 (en) | 2013-01-17 | 2014-01-16 | Device for generating hydro-electric energy |
SG11201506623UA SG11201506623UA (en) | 2013-01-17 | 2014-01-16 | Device for generating hydro-electric energy |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE201300034 | 2013-01-17 | ||
BE2013/0034 | 2013-01-17 | ||
BE201300291 | 2013-04-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BE1021094B1 true BE1021094B1 (nl) | 2016-01-12 |
Family
ID=49035232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BE2013/0471A BE1021094B1 (nl) | 2013-01-17 | 2013-07-05 | Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE1021094B1 (nl) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1761818A (en) * | 1927-10-20 | 1930-06-03 | Antonino De Spuches Pri Galati | Hydraulic wheels acting either as motors or as propellers |
US4071305A (en) * | 1976-10-13 | 1978-01-31 | Fumio Ootsu | Transducer for conversion of tidal current energy |
GB1518268A (en) * | 1977-04-14 | 1978-07-19 | Dixon A | Buoyant water wheel |
WO2007053824A2 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-10 | Harry Edward Dempster | Generation of energy from subsurface water currents |
GB2445284A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | Hugh Malcolm Ian Bell | A hydro-electric generator arrangement for underwater placement |
FR2948422A1 (fr) * | 2009-07-23 | 2011-01-28 | Joel Garrigou | Hydrolienne air eau combine immergee ou semi-immergee a ballast |
WO2012063255A2 (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | Krishna Murthy Raju Kunaadharaju | A power generator |
-
2013
- 2013-07-05 BE BE2013/0471A patent/BE1021094B1/nl active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1761818A (en) * | 1927-10-20 | 1930-06-03 | Antonino De Spuches Pri Galati | Hydraulic wheels acting either as motors or as propellers |
US4071305A (en) * | 1976-10-13 | 1978-01-31 | Fumio Ootsu | Transducer for conversion of tidal current energy |
GB1518268A (en) * | 1977-04-14 | 1978-07-19 | Dixon A | Buoyant water wheel |
WO2007053824A2 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-10 | Harry Edward Dempster | Generation of energy from subsurface water currents |
GB2445284A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | Hugh Malcolm Ian Bell | A hydro-electric generator arrangement for underwater placement |
FR2948422A1 (fr) * | 2009-07-23 | 2011-01-28 | Joel Garrigou | Hydrolienne air eau combine immergee ou semi-immergee a ballast |
WO2012063255A2 (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | Krishna Murthy Raju Kunaadharaju | A power generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2018214114B2 (en) | Coastal Protection and Wave Generation System | |
CA2934984C (en) | A paddlewheel device for generating hydro-electric energy | |
BE1021091B1 (nl) | Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie | |
US20100301609A1 (en) | River-Flow Electricity Generation | |
PT1915528E (pt) | Conversor de energia das ondas de flutuação livre | |
KR101036243B1 (ko) | 조류 발전장치 | |
WO2007000033A2 (en) | Marine hydroelectric power plant | |
US8002523B2 (en) | Turbine system and method for extracting energy from waves, wind, and other fluid flows | |
BE1021094B1 (nl) | Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie | |
AU2007200888B1 (en) | Electricity generation device | |
AU2019203242A1 (en) | Harnessing wave power | |
BE1021097B1 (nl) | Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie. | |
GB2444732A (en) | Tidal or river turbine with vertical axis screw turbine | |
US9709142B2 (en) | Wave energy conversion system | |
KR101184040B1 (ko) | 양방향 조류발전시스템 | |
BE1027069A1 (nl) | Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie | |
RU2413091C2 (ru) | Горизонтально-лопастная гэс | |
KR101532385B1 (ko) | 파도 에너지 전환 장치 | |
RU59744U1 (ru) | Волновая энергетическая установка | |
KR20100123950A (ko) | 조력발전장치 | |
ES2226522B1 (es) | Sistema rotativo flotante, especialmente diseñado para uso en instalaciones de generacion electrica en medio hidraulico terrestre y marino. | |
OA17519A (en) | Device for generating hydro-electric energy. | |
EA039263B1 (ru) | Волновая энергетическая система | |
KR20110023935A (ko) | 조수의 급 유속을 유도하는 조력발전용 이중방조제 |