BE1005741A3

BE1005741A3 - Inrichting voor het opwekken van energie.

Info

Publication number: BE1005741A3
Application number: BE9200226A
Authority: BE
Original assignee: Smet Alfonsus Maria
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1992-03-06
Publication date: 1994-01-11

Abstract

Inrichting voor het opwekken van energie, daardoor gekenmerkt dat zij hoofdzakelijk bestaat uit een vlottend lichaam (1) en minstens één, minstens gedeeltelijk onder de waterlijn (6) van dit lichaam (1) bevestigd aandrijfelement (3) dat onder invloed van de stroming energie levert.

Description

Inrichting voor het opwekken van energie.

Deze uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van energie, in het bijzonder voor het opwekken van elektrische energie door het benutten van stromend water.

Het is reeds lang bekend dat de stroming van rivieren kan worden aangewend voor het opwekken van energie. De kracht van het stromend water wordt hierbij gebruikt voor het in beweging brengen van een schoepenrad, zoals bij een watermolen, of een turbine bij een door middel van een stuwdam gevoede waterkrachtcentrale. Deze strukturen vertonen echter het nadeel dat zij aan één plaats gebonden zijn, dat zij duur zijn en dat de werking ervan wordt beïnvloed door het niveauverschil van het water.

De uitvinding heeft een inrichting tot doel die de voornoemde nadelen niet vertoont. De inrichting volgens de uitvinding kan hiertoe gebruik maken van de stroming in rivieren en/of van stromingen die door de getijdenwerking in grote stromen en ondiepe kustwateren voorkomen en/of van stromingen in volle zee.

Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het opwekken van energie, daardoor gekenmerkt dat zij hoofdzakelijk bestaat uit een vlottend lichaam en minstens een, minstens gedeeltelijk onder de waterlijn van dit

lichaam bevestigd aandrijfelement dat onder invloed van de stroming energie levert.

Het aandrijfelement, respektievelijk de aandrijfelementen, zijn bij voorkeur aangebracht in een kanalisatie die de doorstroming van het water toelaat, waardoor het stromende water langsheen de aandrijfelementen wordt geleid.

De kanalisatie bestaat bij voorkeur uit parallelle kanalen die zieh slechts gedeeltelijk onder de waterlijn van het vlottend lichaam bevinden. Deze kanalen zijn van elkaar gescheiden door een aantal parallelle rompen van het vlottend lichaam, zodat dit lichaam kan worden voorgesteld als aan elkaar gebouwde katamarans die de stroming kanaliseren.

Met het inzicht de kenmerken volgens de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna, als voorbeelden zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoering- vormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1 ; figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens lijn III-III in figuur 2 ; figuur 4 een doorsnede weergeeft volgens lijn IV-IV in figuur 3 ; figuur 5 in detail een zijaanzicht weergeeft van een schroef zoals die kan worden toegepast in de uitvinding ; figuur 6 een zieht weergeeft volgens pijl F6 in figuur 5 ; figuur 7 een doorsnede weergeeft zoals in figuur 2, doch voor een variante van de uitvinding ;

figuur 8 een doorsnede weergeeft volgens lijn VIII-VIII in figuur 7 ; figuur 9 een doorsnede weergeeft volgens lijn IX-IX in figuur 8.

Zoals weergegeven in figuren 1 tot 4 bestaat de inrichting volgens de uitvinding hoofdzakelijk uit een vlottend lichaam 1 dat bij voorkeur is voorzien van een kanalisatie 2 die de doorstroming van water toelaat en minstens één aandrijfelement 3 dat in de kanalisatie 2 is geplaatst en onder invloed van de stroming energie oplevert.

De kanalisatie 2 voorziet bij voorkeur in een aantal parallelle kanalen 4. De kanalen 4 worden bij voorkeur gevormd door een aantal lange en smalle rompen 5 die zich op bepaalde afstanden van elkaar bevinden.

De kanalen 4 en de rompen 5 bevinden zieh bij voorkeur slechts gedeeltelijk onder de waterlijn 6 van het vlottend lichaam 1. Het vlottend lichaam 1 kan, ten einde de diepgang in te stellen, worden voorzien van ballasttanks 7 die bij voorkeur, vanwege de stabiliteit, in de rompen 5 zijn ondergebracht. Het is duidelijk dat de stabiliteit van de inrichting wordt verhoogd door de lange en smalle rompen 5, daar elk van de rompen 5 te weinig volume heeft om onder invloed van een golf de stabilisatietoestand te beïnvloeden.

De onderzijden van de aandrijfelementen 3 bevinden zieh bij voorkeur op een welbepaalde afstand D boven de onderzijden van de rompen 5 om eventuele beschadigingen bij droogvallen te vermijden.

Boven op of in het vlottend lichaam 1 worden generatoren 8 geplaatst om de mechanische energie van de aandrijf-

elementen 3 met behulp van een overbrenging 9 om te zetten in elektrische energie.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de inrichting eveneens voorzien van een produktie-eenheid 10 voor waterstof. De inrichting leent zich immers bijzonder voor de produktie van waterstof, enerzijds, doordat zowel de elektrische energie als het water voorhanden zijn, en anderzijds, doordat de inrichting wegens het ontploffingsgevaar van waterstof geschikt is om op een afgelegen plaats te worden gelokaliseerd.

Aan het vlottend lichaam 1 is een verankering 11 voorzien om te beletten dat de inrichting zou afdrijven of ongekontroleerd van plaats veranderen, doch op zulke wijze dat het vlottend lichaam 1 zieh kan verplaatsen in de hoogte naargelang het getij en ook in een bepaalde richting volgens getij of stroming.

In de uitvoeringsvorm van figuren 1 tot 4 bevinden de aandrijfelementen 3 zieh volledig onder de waterlijn 6.

De aandrijfelementen 3 zijn in dit geval per twee in een kanaal 4 naast elkaar geplaatst terwijl tevens verscheidene aandrijfelementen 3 achter elkaar worden voorzien.

In het weergegeven voorbeeld bestaan de aandrijfelementen 3 uit schroeven waarvan de assen 12 parallel lopen met de doorgaande stroming. Deze assen 12 zijn bij voorkeur gelagerd in steunen 13 tussen de rompen 5 van het vlottend lichaam 1.

De schroeven vertonen helicoïdale schroefbladen 14, waarbij elk schroefblad 14 bij voorkeur een vorm vertoont zoals weergegeven in figuren 5 en 6.

De stroming in de kanalen 4 kan in mindere of meerdere mate beperkt worden doordat deze kanalen 4 gedeeltelijk of volledig kunnen worden afgesloten door middel van regelbare afsluitmiddelen 15, zoals schuiven die voor de ingangen van de kanalen 4 kunnen worden neergelaten. De schuiven kunnen worden aangewend om beschadiging van de aandrijfelementen 3 bij storm te voorkomen, om de verplaatsing van de inrichting te vergemakkelijken en om te verhinderen dat aan de oppervlakte drijvende voorwerpen in de kanalen 4 terecht komen.

De werking van de inrichting kan uit de figuren worden afgeleid. Zij bestaat erin dat de aandrijfelementen 3 gaan roteren door de krachten die het stromende water erop uitoefent. Deze stroming kan afkomstig zijn van rivieren en/of de getijdenwerking in grote stromen en ondiepe kustwateren. De roterende aandrijfelementen 3 leveren via een overbrenging 8 en met behulp van de generatoren 7 elektrische energie, die voor de produktie van waterstof of voor andere doeleinden kan worden aangewend.

De afmetingen, de kapaciteit en de aandrijving van de inrichting kunnen aangepast worden aan de plaats waar de inrichting toegepast wordt. De grootte en de vorm van de aandrijfelementen 3 worden bepaald door de specifieke eigenschappen van de stroming waarin de inrichting zieh bevindt. De afmetingen van het vlottend lichaam 1 bedragen bij voorkeur minstens 25 m in de breedte en 50 m in de lengte. Indien de inrichting op zee wordt toegepast kunnen de afmetingen worden verdubbeld of verdrievoudigd. De schroeven in figuur 2 vertonen bij voorkeur een doormeter van ongeveer 1, 5 meter.

Het verankeren van de inrichting dient zodanig te gebeuren dat deze zieh kan verplaatsen volgens het getijde of de

stromingsrichting. Om de juiste plaats waarin het vlottend lichaam 1 zich mag bewegen af te bakenen kan gebruik gemaakt worden van bijvoorbeeld met een satelliet gestuurde systemen of systemen die bij het ongekontroleerd verlaten van het afgebakende gebied extra ankers uitzetten.

In figuren 7, 8 en 9 wordt een variante van de inrichting volgens de uitvinding weergegeven waarbij voor de aandrijfelementen 3 gebruik wordt gemaakt van schoepenraderen waarvan de assen 16 zich boven de waterlijn 6 bevinden. Bijgevolg bevinden de aandrijfelementen 3 zich slechts gedeeltelijk in het water. Het is duidelijk dat de assen 16 zich hierbij dwars op de stromingsrichting van het water uitstrekken.

Zoals blijkt uit figuur 8 kunnen er zich in elk kanaal 4 meerdere aandrijfelementen 3 achter elkaar bevinden. Het is ook niet uitgesloten om meerdere schoepenraderen in één kanaal 4 naast elkaar te monteren.

De kanalisatie 2 kan, zoals in figuur 9 weergegeven is, aan de instroomzijde voorzien zijn van een vast afsluiting 17 die juist tot onder de waterlijn 6 reikt, dit om de aandrijfelementen 3 tegen drijvende voorwerpen te beschermen die met de stroming worden meegevoerd.

De aldus door de aandrijfelementen 3 geleverde mechanische energie wordt door de generatoren, die zich op het vlottend lichaam 1 bevinden, omgezet tot elektrische energie. De bekomen elektrische energie kan aangewend worden voor de produktie van waterstof in de waterstofproduktie-eenheid 10. De werkwijzen voor de produktie van waterstof die hierbij kunnen worden aangewend zijn algemeen bekend.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeelden beschreven en in de bijgaande tekeningen weergegeven uitvoeringsvormen, doch zulke inrichting voor het opwekken van energie kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Konklusies 1. - Inrichting voor het opwekken van energie, daardoor gekenmerkt dat zij hoofdzakelijk bestaat uit een vlottend lichaam (1) en minstens een, minstens gedeeltelijk onder de waterlijn (6) van dit lichaam (1) bevestigd aandrijfelement (3) dat onder invloed van de stroming energie levert.
2.-Inrichting volgens konklusie 1, daardoor gekenmerkt dat het aandrijfelement (3), respektievelijk de aandrijfelementen (3), in een kanalisatie (2), die de doorstroming van water toelaat, zijn aangebracht.
3.-Inrichting volgens konklusie 2, daardoor gekenmerkt dat de kanalisatie (2) zieh slechts gedeeltelijk onder de waterlijn (6) van het vlottend lichaam (1) bevindt.
4.-Inrichting volgens konklusie 2 of 3, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde kanalisatie (2) bestaat uit parallelle kanalen (4).
5.-Inrichting volgens konklusie 4, daardoor gekenmerkt dat de kanalen (4) gevormd worden door een aantal parallelle rompen (5) van het vlottend lichaam (1).
6.-Inrichting volgens één der konklusies 2 tot 5, daardoor gekenmerkt dat in de voornoemde kanalisatie (2) meerdere aandrijfelementen (3) achter elkaar zijn geplaatst.
7.-Inrichting volgens één der konklusies 2 tot 6, daardoor gekenmerkt dat in de voornoemde kanalisatie (2) meerdere aandrijfelementen (3) naast elkaar zijn geplaatst. <Desc/Clms Page number 9>
8.-Inrichting volgens een der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat het vlottend lichaam (1) is voorzien van ballasttanks (7).
9.-Inrichting volgens een der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van een verankering (11).
10.-Inrichting volgens één der konklusies 2 tot 7, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van een verankering (11) die toelaat dat het vlottend lichaam (1) zieh in de stroming legt, zodanig dat de kanalisatie (2) zieh steeds parallel aan de stroming bevindt.
11.-Inrichting volgens één der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat de aandrijfelementen (3) bestaan uit schroeven.
12.-Inrichting volgens een der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat de aandrijfelementen (4) bestaan uit schoepenraderen.
13.-Inrichting volgens één der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van regelbare afsluitmiddelen (15) om de stroming langs de aandrijfelementen (3) te beperken.
14.-Inrichting volgens één der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat de romp (5) is voorzien van een vaste afsluiting (17) die tot juist onder de waterlijn (6) reikt.
15.-Inrichting volgens één der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van generatoren (8) <Desc/Clms Page number 10> die de mechanische energie van de aandrijfelementen (3) omzetten in elektrische energie.
16.-Inrichting volgens konklusie 15, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van een produktie-eenheid (10) voor waterstof.