<Desc/Clms Page number 1>
Onderwaterturbine.
De uitvinding heeft betrekking op een onderwaterturbine die een draagkonstruktie bevat en een daarin gemonteerde rotor met een rotoras en schoepen die elk een hoofdschoepvlak bepalen dat zieh door de rotatieas van de rotor uitstrekt, welke schoepen elk een drager bevatten die vast is op de rotoras, ten minste een blad dat ten opzichte van de drager scharnierend is om een scharnieras die evenwijdig is aan de rotoräs en een aanslag voor het blad die vast is op de drager en nagenoeg in het hoofdschoepvlak ligt, welke schoepen over ten minste nagenoeg 90 graden wentelbaar zijn vanuit een werkstand waarin ze zieh tegen de aanslag, nagenoeg in het hoofschoepvlak bevinden, welke onderwaterturbine verder aan weerszijden van de rotor een deflektor bevat om de stroming naar het werkzame gedeelte van de rotor af te leiden,
welke deflektor scharnierend rond een evenwijdig aan de rotoras gerichte as aan de draagkonstruktie bevestigd is.
Een onderwaterturbine van deze soort is bekend uit
<Desc/Clms Page number 2>
BE-A-903 237 van 16 september 1985 op naam van de aanvrager. Een dergelijke turbine wordt met de rotoras dwars op de stroming geplaatst.
Uit de aard van zijn konstruktie is op elk ogenblik slechts nagenoeg één helft van de rotor werkzaam, namelijk die helft die zich, bij het wentelen van de rotor, in de stromingszin verplaatst en waarin dus de schoepen zieh in het hoofdschoepvlak bevinden, terwijl in de andere helft de schoepen zieh meestal nagenoeg in de stromingszin uitstrekken. Door een stroomopwaarts geplaatste deflektor wordt de stroming, die anders door de niet-werkzame helft van de rotor zou stromen, afgeleid naar de werkzame helft, waardoor het rendement toeneemt. Enkel stroomopwaarts van
EMI2.1
t de rotor is een dergelijke deflektor nodig en in BE-A-903 237 is, bij horizontale rotoras, aan weerszijden van de rotor een dergelijke deflektor opgesteld voor het geval de turbine in een getijstroming is opgesteld en de stroming afwisselend in de ene zin en in tegengestelde zin plaatsvindt.
In deze bekende onderwaterturbine zijn de twee deflektoren wentelbaar, tegenover dezelfde, onderste helft. Ze zijn beiden wentelbaar rond een as die ter hoogte van de horizontale rotoras gelegen is en rusten tijdens de werking van de rotor beide met hun vrij einde op de bodem.
<Desc/Clms Page number 3>
Bij omkering van de stromingszin moet de draaingszin van de rotor dan ook omgekeerd worden. Dit laatste is evenwel zeer moeilijk te verwezenlijken. Bij elke schoep moeten twee in en uit werking stelbare aanslagen aanwezig zijn, een voor elke rotatiezin, hetgeen een zeer ingewikkelde konstruktie met zieh meebrengt. Bij een rotor zoals beschreven in BE-A-897. 766, BE-A-900. 281 en BE-A-903. 327 op naam van de aanvrager, welke rotor bijzonder geschikt is voor een onderwaterturbine, is een dergelijke konstruktie en dus een omkeren van de rotatiezin van de rotor in de praktijk zelfs niet mogelijk.
De uitvinding heeft tot doel dit nadeel te verhelpen en een onderwaterturbine te verschaffen die in een getijstroming
EMI3.1
, en dus bij afwisselende stromingen in tegengestelde zinnen kan werken maar waarbij de rotor slechts in een draaiingszin werkzaam moet zijn.
Tot dit doel is de ene deflektor tegenover de ene helft van de rotor, dit is het niet-werkzame rotorgedeelte bij stroming in de ene zin, wentelbaar gemonteerd, terwijl de andere deflektor tegenover de andere helft van de rotor, dit is het niet-werkzame rotorgedeelte bij stroming in de tegengestelde zin, wentelbaar gemonteerd is.
<Desc/Clms Page number 4>
In een doelmatige uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de wentelassen van de twee deflektoren nagenoeg op een theoretische lijn doorheen de rotatieas van de rotor en evenwijdig aan de stromingszin gelegen.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de rotoras nagenoeg horizontaal en is de ene deflektor tegenover de onderste helft van de rotor en de andere tegenover de bovenste helft van de rotor wentelbaar opgesteld.
Doelmatig werkt ten minste de tegenover de bovenste rotorhelft gelegen deflektor samen met een aanslag die de wenteling van de rotor weg begrenst tot een stand waarin hij van de rotor weg nog ietwat schuin opwaarts gericht is.
In deze uitvoeringsvorm zal, zodra de stromingszin overeenkomt met een stromingszin waarbij de onderste helft van de rotor werkzaam is, de stroming zelf de wenteling veroorzaken van het tegenover de bovenste helft wentelbaar gemonteerd schot naar de stand waarbij het de stroming naar de onderste helft wordt afgeleid.
De andere, onderste deflektor kan althans mede door de zwaartekracht neervallen zodra de stroming doorheen de onderste rotorhelft dit schot niet langer in gewentelde
<Desc/Clms Page number 5>
stand duwt maar ook deze deflektor kan met een aanslag samenwerken die de wenteling naar boven begrenst tot een gewentelde stand waarbij hij van de rotor weg iets schuin naar omlaag gericht is.
De rotor kan zoals bijvoorbeeld in BE-A-900 281 beschreven meerdere axiaal naast elkaar gelegen stellen schoepen bevatten en de turbine kan afschermplaten tussen de stellen schoepen bevatten.
Aangezien zowel de ene helft en de andere helft van de rotor werkzaam kan zijn strekken de afschermplaten zieh over beide helften van de rotor uit.
Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hier volgende beschrijving van een onderwaterturbine volgens de uitvinding. Deze beschrijving wordt enkel als voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet. De verwijzingscijfers betreffen de hieraan toegevoegde tekeningen, waarin :
Figuur 1 een schematisch gehouden bovenaanzicht weergeeft van een onderwaterturbine, volgens de uitvinding ; figuur 2 een, eveneens schematisch gehouden doorsnede
<Desc/Clms Page number 6>
volgens de lijn II-II uit figuur 1, weergeeft ; figuur 3 een doorsnede weergeeft analoog aan deze uit figuur 2 maar bij een tegengestelde stromingszin; figuur 4 een langse doorsnede weergeeft volgens de lijn IV-IV uit figuur 1, op grotere schaal getekend en abstraktie makend van de stroming.
De onderwaterturbine weergegeven in de figuren bevat in hoofdzaak een draagkonstruktie 1 en een daarin gelegerd uit een as 2 en daarop gemonteerde stellen schoepen 3 bestaande rotor.
Het geheel gevormd door de draagkonstruktie 1 en de rotor 2, 3 wordt in een rivier met getijdestroming of in zee opgesteld zo dat de rotor 2, 3 volledig ondergedompeld is en de rotoras 2 horizontaal dwars op de stromingszin van het water gericht is.
Onderaan is de draagkonstruktie 1 van steunen 4 voorzien waarmee ze op de bodem kan geplaatst worden. Het is evenwel ook mogelijk de draagkonstruktie 1 met de rotor 2, 3 vlottend in het water op te stellen. In dit laatste geval kunnen de steunen 4 zelf vlotters vormen of kan de
<Desc/Clms Page number 7>
draagkonstruktie vlotters bevatten of met vlotters of pontons verbonden zijn.
De rotor 2, 3 is van een op zichzelf bekend type, namelijk van het type waarbij elke schoep 3 een drager 5 bevat die vast is op de rotoras 2, een aantal bladen 6 die scharnierend om zieh evenwijdig aan de rotoras 2 uitstrekkende scharnierassen 7 op de drager 5 zijn bevestigd en een aanslag 8 voor elk blad die vast is op de drager 5 en nagenoeg in het hoofdschoepvlak, dit is een vlak door de rotoras 2 en de scharnierassen 7 en dus een radiaal gericht vlak, ligt. Vanuit de stand waarbij het blad 6 tegen zijn aanslag 8 gelegen is, is het over ten minste nagenoeg 90 graden en bij voorkeur over ten minste
EMI7.1
.
120 graden wentelbaar. De schoepen 3 vormen stellen die axiaal naast elkaar gelegen zijn, waarbij de radiaal gerichte schoepen van naburige stellen in richting ten opzichte van elkaar verschoven zijn. Zowel het aantal stellen schoepen 3 als het aantal schoepen 3 per stel als nog het aantal bladen 6 per schoep kan verschillen van geval tot geval en zijn in de figuren enkel als voorbeeld gegeven.
Daarenboven kan elk van de bladen 6 op zijn beurt nog bestaan uit twee of meer lamellen die onderling scharnieren
<Desc/Clms Page number 8>
rond asjes die zich evenwijdig aan de rotoras uitstrekken en die samenwerken met middelen die, wanneer de lamellen in elkaars verlengde liggen, en het blad'6 tegen de overeenstemmende aanslag 8 aansluit, de verdere onderlinge scharnierbeweging van de lamellen onmogelijk maken in de zin die het asje, waarrond zij onderling scharnieren, voorbij het vlak brengt dat bepaald is door de aanslag 8 en door de scharnieras 7 van het blad 6 ten opzichte van de drager 5.
Een rotor van dat type die bijzonder geschikt is voor het toepassen van de uitvinding is in detail beschreven in BE-A-900. 281.
Het werkzame gedeelte van de rotor 2, 3 is het gedeelte waar de bladen 6 van de schoepen 3 de stand innemen waarbij ze tegen hun aanslag 8 aansluiten en dus in het hoofdsehoepvlak gelegen zijn.
Het is duidelijk dat voor de in de figuren weergegeven relatieve ligging van de bladen 6 en de aanslagen 8 de rotor enkel in een zin door de stroming kan gewenteld worden, namelijk de zin die in de figuren 2, 3 en 4 door de pijl 9 is aangegeven. Daarbij is voor de stromingszin in deze figuren aangegeven door de pijl 10, bijvoorbeeld bij opkomend tij, de bovenste helft van de rotor 2, 3 werkzaam,
<Desc/Clms Page number 9>
terwijl bij stroming in tegengestelde zin, aangegeven door de pijl 11, bijvoorbeeld bij afnemend tij, de onderste helft van de rotor 2, 3 werkzaam is.
Om zowel bij de ene als bij de andere stromingszin een zo sterk mogelijke stroming door het werkzame gedeelte van de rotor 2, 3 te verkrijgen, bevat de onderwaterturbine twee deflektoren 12 en 13 van kunststof, in de richting van de stroming een aan elke zijde van de rotor 2, 3.
Beide deflektoren 12 en 13 zijn wentelbaar rond een horizontale as aan de draagkonstruktie 1 bevestigd, De deflektor 12 die bij de stromingszin volgens de pijl 10 stroomopwaarts van de rotor 2, 3 gelegen is, is wentelbaar
EMI9.1
tegenover de onderste rotorhelft, dit is de helft die bij t deze stromingszin niet-werkzaam is. Bij deze stromingszin strekt deze deflektor zich trouwens vanaf zijn wentelas neerwaarts in tegenstroomzin uit tot op de steunen 4 die een aanslag vormen, zoals weergegeven in figuur 2. De stroming die anders door de onderste rotorhelft zou stromen wordt daardoor afgeleid naar de werkzame bovenste rotorhelft. De deflektor 13 is aan de andere zijde van de rotor 2, 3, tegenover de bovenste helft wentelbaar.
Bij de voornoemde stromingszin volgens de pijl 10 mag deze deflektor 13 de stroming door de bovenste helft van de rotor 2, 3 niet hinderen en is hij neergewenteld tegen een
<Desc/Clms Page number 10>
aanslag 14 zodat hij van de rotor weg nog een heel weinig opwaarts hellend is, zoals weergegeven in figuur 2.
Bij de tegengestelde stromingszin volgens de pijl 11 is, zoals weergegeven in figuur 3, de deflektor 12 opwaarts gewenteld tegen een aanslag 15 in een stand waarin hij van de rotor 2, 3 weg nog juist iets omlaag hellend is. De deflektor 13 daarentegen werd, door de stroming in voornoemde zin, opwaarts gewenteld tot tegen een aanslag 16 zodat hij van de rotor 2, 3 weg schuin naar boven gericht is en hij de stroming dus naar de onderste rotorhelft afleidt.
De voornoemde aanslagen 14, 15 en 16 zijn gemonteerd op de draagkonstruktie 1.
Tussen twee naburige stellen schoepen 3 is een dwars op de rotoras 2 gerichte afschermplaat 17 aan de draagkonstruktie 1 bevestigd. Deze afschermplaat 17 is van een opening 18 voor de rotoras 2 voorzien en strekt zich zowel over de bovenste als over de onderste helft van de rotor 2, 3 uit.
Alhoewel de rotor 2, 3 van de hiervoor beschreven onderwaterturbine slechts in een draaiingszin gedreven kan worden door de stroming is ze door de ligging en aard van de deflektoren 12 en 13 bruikbaar in een getijstroming. Het rendement van de turbine is uitstekend.
<Desc/Clms Page number 11>
Op bekende manieren kan de rotoras 2 gekoppeld worden aan een te drijven mechanisme, bij voorbeeld een energie transformerend mechanisme zoals een stroomgenerator.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm, en binnen het raam van de oktrooiaanvrage kunnen aan de beschreven uitvoeringsvorm vele veranderingen worden aangebracht, onder meer wat betreft de vorm, de samenstelling, de schikking en het aantal van de onderdelen die voor het verwezenlijken van de uitvinding worden gebruikt.
In het bijzonder moeten de deflektoren niet noodzakelijk van kunststof zijn.
EMI11.1
Ook moeten ze niet noodzakelijk uit n stuk gevormd zijn. Ze kunnen ook uit twee of meer segmenten bestaan die rond evenwijdig aan de rotoras gerichte assen ofwel wentelbaar aan elkaar'vastgemaakt zijn ofwel afzonderlijk wentelbaar aan de draagkonstruktie vastgemaakt zijn. Bij het naar de stand wentelen waarbij de deflektoren de ertegenover gelegen rotorhelft afsluiten moet de wenteling van de segmenten begrensd worden, bij voorbeeld door aanslagen of door de scharnierkonstruktie zelf, zo dat de segmenten nagenoeg niet voorbij het vlak kunnen dat zieh in de
<Desc/Clms Page number 12>
voornoemde stand door de uiterste evenwijdig aan de rotoras gerichte randen van de volledige deflektor uitstrekt.
<Desc / Clms Page number 1>
Underwater turbine.
The invention relates to an underwater turbine containing a support structure and a rotor mounted therein with a rotor shaft and blades each defining a main blade plane extending through the axis of rotation of the rotor, each blades comprising a carrier fixed to the rotor shaft at least one blade pivoted relative to the carrier about a pivot axis which is parallel to the rotor axis and a stop for the blade which is fixed on the carrier and is substantially in the main blade plane, which blades are rotatable by at least 90 degrees from a working position in which they are located almost in the main vane surface against the stop, the underwater turbine further comprising a deflector on either side of the rotor to divert the flow to the active part of the rotor,
which deflector is hingedly attached to the support structure about an axis parallel to the rotor axis.
An underwater turbine of this kind is known from
<Desc / Clms Page number 2>
BE-A-903 237 of 16 September 1985 in the name of the applicant. Such a turbine is placed transverse to the flow with the rotor shaft.
Due to the nature of its construction, only about one half of the rotor is active at any time, namely that half which, in the rotation of the rotor, moves in the flow sense and in which thus the blades are located in the main blade plane, while in the the other half the blades usually extend almost in the flow sense. An upstream placed deflector diverts the flow, which would otherwise flow through the inactive half of the rotor, into the active half, thereby increasing efficiency. Just upstream from
EMI2.1
The rotor requires such a deflector and in BE-A-903 237, with horizontal rotor shaft, such a deflector is arranged on either side of the rotor in case the turbine is arranged in a tidal flow and the flow alternates in one sense and takes place in the opposite sense.
In this known underwater turbine, the two deflectors are rotatable, opposite the same lower half. They are both rotatable about an axis located at the level of the horizontal rotor axis and both rest with the free end on the bottom during operation of the rotor.
<Desc / Clms Page number 3>
When reversing the flow sense, the sense of rotation of the rotor must therefore be reversed. However, the latter is very difficult to achieve. Each vane must have two stops that can be engaged and disengaged, one for each sense of rotation, which entails a very complicated construction. With a rotor as described in BE-A-897. 766, BE-A-900. 281 and BE-A-903. 327 in the name of the applicant, which rotor is particularly suitable for an underwater turbine, such a construction and thus a reversal of the sense of rotation of the rotor is not even possible in practice.
The object of the invention is to overcome this drawback and to provide an underwater turbine which operates in a tidal flow
EMI3.1
, and thus can operate in opposite sentences with alternating flows, but in which the rotor must only operate in a sense of rotation.
For this purpose, one deflector is rotatably mounted opposite one half of the rotor, which is the inactive rotor section when flow in one sense, while the other deflector is opposite the other half of the rotor, this is the inactive rotor section is rotatably mounted in the opposite direction of flow.
<Desc / Clms Page number 4>
In an effective embodiment of the invention, the rotary axes of the two deflectors are substantially on a theoretical line through the axis of rotation of the rotor and parallel to the flow sense.
In a special embodiment of the invention, the rotor shaft is substantially horizontal and one deflector is arranged rotatably opposite the bottom half of the rotor and the other opposite the top half of the rotor.
At least the deflector situated opposite the upper rotor half expediently cooperates with a stop limiting the rotation of the rotor to a position in which it is still slightly inclined upward away from the rotor.
In this embodiment, as soon as the flow sense corresponds to a flow sense where the bottom half of the rotor is operating, the flow itself will cause the rotation of the bulkhead rotatably mounted opposite the top half to the position where the flow is diverted to the bottom half .
The other lower deflector can at least partly fall due to gravity as soon as the flow through the lower rotor half no longer turns this bulkhead
<Desc / Clms Page number 5>
position, but this deflector can also cooperate with a stop which limits the rotation upwards to a rotated position in which it is directed slightly obliquely downwards away from the rotor.
As described in BE-A-900 281, for example, the rotor can contain several axially adjacent sets of blades and the turbine can contain shielding plates between the sets of blades.
Since both one half and the other half of the rotor can operate, the shielding plates extend over both halves of the rotor.
Other details and advantages of the invention will become apparent from the following description of an underwater turbine according to the invention. This description is given by way of example only and does not limit the invention. The reference numbers refer to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 shows a schematic top view of an underwater turbine, according to the invention; figure 2 shows a cross-section, likewise schematic
<Desc / Clms Page number 6>
according to the line II-II of figure 1; figure 3 represents a section analogous to that in figure 2 but with an opposite flow sense; figure 4 shows a longitudinal section according to the line IV-IV of figure 1, drawn on a larger scale and abstracting the flow.
The underwater turbine shown in the figures mainly comprises a supporting construction 1 and a rotor mounted therein from a shaft 2 and sets of blades 3 mounted thereon.
The whole formed by the supporting construction 1 and the rotor 2, 3 is arranged in a river with tidal currents or in the sea such that the rotor 2, 3 is completely submerged and the rotor shaft 2 is oriented horizontally transverse to the flow sense of the water.
At the bottom, the supporting construction 1 is provided with supports 4 with which it can be placed on the bottom. However, it is also possible to arrange the supporting construction 1 with the rotor 2, 3 floating in the water. In the latter case, the supports 4 may themselves form floats or the
<Desc / Clms Page number 7>
support structure contain floats or are connected to floats or pontoons.
The rotor 2, 3 is of a known per se type, namely the type in which each blade 3 comprises a carrier 5 fixed on the rotor shaft 2, a number of blades 6 hinged about pivot shafts 7 extending parallel to the rotor shaft 2. the carrier 5 are fixed and a stop 8 for each blade which is fixed on the carrier 5 and lies substantially in the main blade plane, this is a plane through the rotor shaft 2 and the pivot axes 7 and thus a radially oriented plane. From the position where the blade 6 lies against its stop 8, it is at least about 90 degrees and preferably at least
EMI7.1
.
Can be rotated 120 degrees. The blades 3 form sets that are axially adjacent to each other, the radially oriented blades of adjacent sets being shifted in direction relative to each other. Both the number of blade sets 3 and the number of blades 3 per set as well as the number of blades 6 per blade may differ from case to case and are shown in the figures as examples only.
In addition, each of the blades 6 can in turn consist of two or more slats hinged on one another
<Desc / Clms Page number 8>
around shafts extending parallel to the rotor shaft and cooperating with means which, when the slats are in line with each other, and the blade 6 abuts against the corresponding stop 8, make it impossible for the slats to move further in the sense that it axis, around which they hinge, bring them past the plane defined by the stop 8 and by the pivot axis 7 of the blade 6 relative to the carrier 5.
A rotor of that type particularly suitable for the practice of the invention is described in detail in BE-A-900. 281.
The active part of the rotor 2, 3 is the part where the blades 6 of the blades 3 assume the position in which they adjoin their stop 8 and are thus located in the main hoop surface.
It is clear that for the relative position of the blades 6 and the stops 8 shown in the figures, the rotor can only be rotated in one sense by the flow, namely the sense which in the figures 2, 3 and 4 is by the arrow 9. indicated. For the flow sense in these figures indicated by the arrow 10, for example at rising tide, the upper half of the rotor 2, 3 is active,
<Desc / Clms Page number 9>
while with flow in the opposite sense, indicated by the arrow 11, for example with decreasing tide, the lower half of the rotor 2, 3 is active.
In order to obtain the strongest possible flow through the active part of the rotor 2, 3 in one flow sense as well as in the other sense of flow, the underwater turbine comprises two plastic deflectors 12 and 13, one on each side of the flow direction. the rotor 2, 3.
Both deflectors 12 and 13 are rotatably mounted about a horizontal axis on the support construction 1. The deflector 12, which is located upstream of the rotor 2, 3 in the flow sense according to the arrow 10, is rotatable
EMI9.1
opposite the lower rotor half, this is the half which is inactive in this flow sense. Moreover, in this flow sense, this deflector extends downwardly from its rotary axis countercurrently to the supports 4 which form a stop, as shown in figure 2. The flow which would otherwise flow through the lower rotor half is thereby diverted to the active upper rotor half. The deflector 13 is rotatable on the other side of the rotor 2, 3 opposite the upper half.
In the aforementioned flow direction according to the arrow 10, this deflector 13 must not hinder the flow through the upper half of the rotor 2, 3 and is turned against a
<Desc / Clms Page number 10>
stop 14 so that it is still slightly inclined upward away from the rotor, as shown in figure 2.
In the opposite flow direction according to the arrow 11, as shown in figure 3, the deflector 12 is turned upwards against a stop 15 in a position in which it is just slightly inclined away from the rotor 2, 3. The deflector 13, on the other hand, was revolved upwards against a stop 16 by the flow in the aforementioned sense, so that it is inclined upwards away from the rotor 2, 3 and thus diverts the flow towards the lower rotor half.
The aforementioned stops 14, 15 and 16 are mounted on the support construction 1.
Between two adjacent sets of blades 3, a shielding plate 17 oriented transversely to the rotor shaft 2 is attached to the supporting construction 1. This shielding plate 17 is provided with an opening 18 for the rotor shaft 2 and extends over both the upper and the lower half of the rotor 2, 3.
Although the rotor 2, 3 of the underwater turbine described above can only be driven in a rotational sense by the flow, it is usable in a tidal flow due to the location and nature of the deflectors 12 and 13. The efficiency of the turbine is excellent.
<Desc / Clms Page number 11>
In known ways, the rotor shaft 2 can be coupled to a driving mechanism, for example an energy transforming mechanism such as a power generator.
The invention is by no means limited to the above-described embodiment, and within the scope of the patent application, many changes can be made to the described embodiment, including as regards the shape, composition, arrangement and number of the parts used to realize of the invention.
In particular, the deflectors need not necessarily be plastic.
EMI11.1
Nor do they necessarily have to be formed in one piece. They may also consist of two or more segments which are either pivotally attached to each other or rotatably attached to the support structure about axes oriented parallel to the rotor shaft. When rotating to the position where the deflectors close the rotor half opposite to it, the rotation of the segments must be limited, for example by stops or by the hinge construction itself, so that the segments can hardly extend beyond the plane shown in the
<Desc / Clms Page number 12>
said position extends through the outermost edges of the complete deflector directed parallel to the rotor axis.