NL7811248A - Stromingsmachine. - Google Patents

Description

V

% fc>

'A

N.O. 26.676/Ned.

B.V. Koninklijke Maatschappij . "De Scheldete Vlissingen.

Als uitvinder wordt genoemd Ir John Frederic William van der Meulen -S tromingsmachine-

De uitvinding heeft betrekking op een stromingsmachine voor groot debiet.

Zowel turbines als pompen hebben een vermogen dat direct samenhangt met het produkt van val. respectievelijk opvoerhoog-te en debiet. Voor een bepaald vermogen zal bij groot debiet de val- respectievelijk opvoerhoogte gering zijn. Gebruikelijke hydraulische stromingsmachines bestemd voor groot debiet be- 5 zitten een schroef- of propellervormige rotor, die in een stro-mingskanaal van cirkelvormige doorsnede is geplaatst. In het algemeen wordt daarbij een weinig efficiënt gebruik gemaakt van het beschikbare waterdoorlaatprofiel. De rotor is vaak direct gekoppeld aan een generator c.q. motor welke in het 10 verlengde van het stromingskanaal is aangebracht dat wil zeggen in het water. Om dit laatste te vermijden bestaat er de mogelijkheid om de generator c.q. motor heen een gebogen leiding aan te brengen, die de waterstroom omleidt. Deze omleiding vergt een groot bouwvolume en veroorzaakt meer weerstand. 15

Met de uitvinding wordt beoogd bovenstaande nadelen te vermijden en een stromingsmachine van groot debiet te verschaffen die een nuttiger gebruik maakt van het oppervlak van de gewoonlijk ter beschikking staande doorstroomdoorsnede en waarbij de aan de rotor gekoppelde machine zonder toepassing van 20 bochtstukken buiten de waterloop kan worden gehouden.

Volgens de uitvinding is hiertoe een stromingsmachine gekenmerkt door een samenstel van volgens een cilindermantel gerangschikte schoepen die aan beide einden schommelbaar zijn gelagerd in schijfvormige lagerhuizen welke volgens de hart- 25 7811248 ƒ * · 2 lijn van de genoemde cilindermantel draaibaar zijn gelagerd, waarbij tenminste een van die lagerhuizen is voorzien van een mechanisme om het stuurpunt gevormd door het snijpunt van overeenkomstige loodlijnen op de verschillende schoepen te kunnen verplaatsen naar c.q. te kunnen houden op een plaats die 5 op zekere afstand van de hartlijn van dat lagerhuis is gelegen.

In geval het snijpunt van de overeenkomstige loodlijnen op de verschillende schoepen (bijvoorbeeld loodlijnen ter plaatse van de schommelassen daarvan) samenvalt met de hartlijn van de lagerhuizen, nemen de schoepen steeds een tangentiele 10 stand in. Door verplaatsing van dit snijpunt ten opzichte van de hartlijn zullen de schoepen een niet tangentiele stand kunnen innemen. Bij rotatie van de lagerhuizen zal door de schoepen een schommelende beweging vanaf de tangentiele stand worden uitgevoerd. De instelling van het stuurpunt is bepalend 15 voor de amplitude van de schommelbeweging en voor de positie van de tangentiele posities van waaruit de schoepbewegingen plaats vinden.

Ben bekend mechanisme ter verplaatsing van het stuurpunt vindt men terug bij de zogenaamde Voith-Schneider propellers. 20

Eohter ook andere besturingsmechanismen zijn mogèlijk.

Dóór geschikte keuze van de stand van het stuurpunt kan het opgenomen of afgegeven vermogen worden geregeld..

In geval van toepassing als turbine ontstaat een vermo-gensregeling en in geval van toepassing als pomp een debiet- 25 regeling.

Het verdient de voorkeur dat elk van de schoepen door middel van een scharnierstangenstelsel is verbonden met een stuurschijf die via een overbrenging door middel van een door de holle lageras van het lagerhuis gestoken bedieningsorgaan 3Ö kan worden verplaatst ten opzichte van het hart van het lagerhuis .

In het algemeen zal de genoemde stuurschijf slechts langs een middellijn van de schijf verplaatsbaar moeten zijn.

Elk van de scharnierstangenstelsels kan in overeenstemming 35 met de bekende Voith-Schneider-constructie bestaan uit een 7811248 3 Λ * s char nÈrb aar met de stuurschijf verbonden stuurstang die in een draaibaar aan een naaf van het lagerhuis bevestigd glijblok is geleid, een scharnierend met die stuurstang verbonden koppelstang en een scharnierend met die koppelstang verbonden hefboom die is bevestigd aan een schoep. 5

De uitvinding zal nu aan de hand van de schematische figuren nader worden toegelicht.

Fig. 1 toont een doorsnede door een stromingskanaal met aanzicht op de stromingsmachine volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont een dwarsdoorsnede volgens de lijn II-II in 10 fig. 1.

De weergegeven inrichting omvat een stromingskanaal 1 van rechthoekige doorsnede en een daarin aangebrachte, in hoofdzaak cilindrische turbine of pomp. Deze turbine of pomp bestaat uit een aantal schoepen 2 die volgens de mantel van een cilinder 15 zijn gerangschikt en met hun beide einden zijn gelagerd in lagerhuizen 3» 4 van cirkelvormige doorshede. Deze huizen zijn op hun beurt draaibaar ondersteund in lageruitsparingen van de zijwanden van het stromingskanaal 1.

Het lagerhuis 4 is voorzien van een uitgaande holle as 6, 20 die bij toepassing als turbine door de uit schoepen 2 en lagerhuizen 3> 4 bestaande constructie wordt aangedreven en bij toepassing als pomp door een niet weergegeven motor wordt aangedreven.

De as 6 heeft een niet weergegeven afdichtorgaan om te 25 verhinderen dat water uit het kanaal 1 langs die as naar buiten kan stromen.

Het lagerhuis 4 is voorzien van een mechanisme om de schoepen 2 tijdens rotatie van het huis om hun lagerassen te doen schommelen en deze schommelbeweging in te stellen. 30

Dit mechanisme omvat een stuurschijf 7 welke via een niet weergegeven overbrenging is verbonden met een door de holle as 6 stekende draaibare en/of in lengterichting verplaatsbare be-dieningsstang 8. De schijf 7 kan met behulp van die stang 8 in een excentrische stand ten opzichte van het hart van het huis 4 35 worden gebracht.

7811248 < ' 4 ♦

Elk van de schommelbare schoepen 2 is via een scharnier- stangenstelsel verbonden met de genoemde stuurschijf 7. Zo een schamierstangenstelsel omvat een scharnierend aan de schijf 7 van bevestigde, door een draaibaar glijblokje 12 een centrale naaf 11 geleide stuurstang 13, een scharaierbaar daarmee ver- 5 bonden koppelstang 14 en een vast aan de schoep bevestigde hefboom 15 die scharnierend met die koppelstang 14 is verbonden.

In geval het hart M van de stuurschijf 7 samenvalt met het hart N van de naaf 11, dan zullen de schoepen 2 een tan-gentiele stand innemen, waarbij het snijpunt P van de overeen- 10 komstige loodlijnen op de schoepen samenvalt met het hart van de naaf 11.

Zoals uit fig, 2 blijkt komt dit punt P bij verschuiving van de stuurschijf 7 excentrisch te liggen. Bij roteren van de kooi 2, 3, 4 zullen in dat geval de schoepen een schomme- 15 lende beweging uitvoeren. De schoepen die de lijn door P en het hart van de naaf 11 passeren hebben een tangentiele stand.

De schoepen die de lijn loodrecht op die door P en het hart van de naaf 11 gaande lijn passeren vertonen de grootste uitslag ten opzichte van de tangentiele stand. Hoe groter de af- 20 wijking van de tangentiele stand hoe groter het aandrijvend effect van de kooi in geval van gebruik als turbine c.q. het waterstuwend effect van de kooi in geval van gebruik als pomp.

In de fig. is aangegeven in welke richting het water stroomt bij rotatie in de aangeduide richting. 25 .De waterstroming strekt zich in hoofdzaak loodrecht óp de lijn door P en het hart van de naaf 11 uit.

Het vermogen (turbine) c.q_. het debiet (pomp) kan worden geregeld door P met behulp van de stuurschijf 7 meer of minder excentrisch te plaatsen. De stand van P kan aan de richting 30 van de waterstroom kan worden aangepast.

Yoor de besturing van de stand van de schoepen zijn er ook andere mogelijkheden, welke als zodanig in de literatuur over horizontale voortstuwingsorganen voor schepen zijn beschreven.

Bij grote lengte van de schoepen 2 kan ook het lagerhuis 3 55 van een stuurmechanisme voor de stand van de schoepeiïmnnen zijn 7811243

Claims (3)

1. Het rendement bij grote hoeveelheden water en kleine opvoer- respectievelijk valhoogte is bij gebruik als pomp even- 10 als bij gebruik als turbine hoog.

2. Stromingsmachine volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat elk van de schoepen (2) door middel van een scharnierstangenstelsel is verbonden met een stuurschijf (7) die via een overbrenging door middel van een door de holle la-geras (6) van het lagerhuis (4) gestoken bedieningsorgaan (8) 10 kan worden verplaatst ten opzichte van het hart van het lagerhuis,

2. De ter beschikking staande doorsnede van het water-kanaal wordt zo volledig mogelijk gebruikt. als

3. Dezelfde machine kan zowel als pomp als turbine worden gebruikt. 15

4. Het water kan in twee riohtingen door de kooi stromen en respectievelijk vermogen afleveren (turbine) en worden verplaatst (pomp) al of niet met omkering van de draairichting.

5. De mogelijkheid bestaat om bij gebruik als pomp de aan- drijfmotor onbelast aan te zetten en vervolgens het debiet tot 20 de gewenste waarde geleidelijk op te voeren.

6. De as van de kooi kan onder een willekeurige hoek worden geplaatst en kan zich tot buiten de waterstroom uitstrekken; bij gebruik als turbine kan de generator worden aangekoppeld onder gebruikmaking van een eenvoudige koppeling (geen haakse 25 overbrenging en dergelijke). Binnen het kader van de hoofdconclusie zijn vele wijzigingen mogelijk. De beschreven stromingsmachine zou ook in gasvormige media kunnen worden gebruikt. CONCLUSIES 30 1* Stromingsmachine voor groot debiet, gekenmerkt door een samenstel van volgens een cilindermantel gerangschikte schoepen (2) die aan beide einden schommelbaar zijn gelagerd in schijfvormige lagerhuizen (3» 4) welke volgens de hartlijn van de genoemde cilindermantel draaibaar zijn gelagerd, 35 waarbij tenminste een van die lagerhuizen (4) is voorzien van 7811243 een mechanisme om het stuurpunt (P) gevormd door het snijpunt van overeenkomstige loodlijnen op de verschillende schoepen te kunnen verplaatsen naar c.q. te kunnen houden op een plaats die op zekere afstand van de hartlijn van dat lagerhuis (4) is gelegen. 5

3. Stromingsmachine volgens conclusie 2 of ui e t het kenmerk, dat elk van de scharnierstangenstelsels bestaat uit een scharnierbaar met de stuurschijf (7) verbonden stuur- 15 stang (13) die in een draaibaar aan een naaf (11) van het lagerhuis (4) bevestigd glijblok (12) is geleid, een scharnierend met die stuurstang verbonden koppelstang (14) en een scharnierend met de koppelstang verbonden hefboom (15) die is bevestigd aan een schoep (2). 20 7811243