<Desc/Clms Page number 1>
Inrichting voor het komprimeren van fluïda. Deze uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het komprimeren van fluida, meer speciaal een inrichting die gebruik maakt van de kinetische energie van rijdende voertuigen, waarbij deze inrichting voornoemde kinetische energie omzet naar potentiële energie van fluïda.
Het huidige verkeer van voertuigen op de wegen verloopt weinig efficiënt. Het rendement van motorvoertuigen is vrij laag daar de energieomzetting in de motor en de overbrengingen naar de wielen niet optimaal verlopen. Bij de voertuigen treden i'l1Tlers verschiliende energieverliezen op zoals onder andere bij het afremmen of vertragen van de voertuigen bijvoorbeeld aan kruispunten en verkeersdrempels waarbij de kinetische energie van het voertuig door de remmen wordt omgezet in warmte en aldus niet meer kan aangewend worden.
De huidige uitvinding heeft dan ook een inrichting tot doel die hieraan wil verhelpen door het gedeeltelijk rekupereren van de energie van het voertuig die anders verloren gaat.
Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het komprimeren van fluida die hoofdzakelijk bestaat uit minstens een in het wegdek aangebrachte kompressiekamer die geaktiveerd wordt door voertuigen die over dit wegdek rijden.
<Desc/Clms Page number 2>
Meer speciaal bestaat deze inrichting voornamelijk uit minstens één beweegbare en in het wegdek aangebrachte bovenplaat, middelen voor het overbrengen van de beweging van de voornoemde bovenplaat naar een kompressiekamer, waarbij deze laatste voorzien is van minstens een inlaatopening voor het aanzuigen van een fluidum en een uitlaatopening waardoor het gekomprimeerde fluidum naar een opslagruimte wordt gevoerd.
Deze inrichting wordt optimaal benut door haar aan te brengen in het wegdek van wegen met veel verkeer.
De voertuigen die over de inrichting rijden geven hieraan een deel van hun kinetische energie af die verder wordt omgezet naar potentiële energie van een fluidum en als zodanig voorlopig wordt gestockeerd.
Bij voorkeur zal zulke inrichting opgesteld worden aan kruispunten of andere plaatsen waar normaal veel geremd wordt ten einde het rendement zo hoog mogelijk te hebben.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de kompressiekamer opgevat als een soort blaasbalg die gekomprimeerde lucht levert telkens er een voertuig over de inrichting rijdt. De kompressiekamer kan echter ook bestaan uit andere samendrukkingsmiddelen. De potentiële energie van het gekomprimeerde medium kan voor allerlei toepassingen worden aangewend, zoals bijvoorbeeld na omzetting in elektrische energie voor de werking van verkeerslichten, straatverlichting, snelheidsdetektoren, enzovoort.
Met het inzicht de kenmerken volgens de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeelden zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoerings-
<Desc/Clms Page number 3>
vormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 een langsdoorsnede van een inrichting volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 een variante van de inrichting volgens figuur
1 weergeeft ; figuur 3 een langsdoorsnede weergeeft van een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding ; figuur 4 in dwarsdoorsnede een derde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens uitvinding weergeeft ;
Zoals blijkt uit figuur 1 bestaat de inrichting volgens de uitvinding uit minstens één in het wegdek 1 aangebrachte kompressiekamer 2 die bediend wordt door een over de inrichting rijdend voertuig 3, dat in figuur 1 slechts schematisch ter verduidelijking is weergegeven. Deze kompressiekamer 2 bevindt zich, bij deze uitvoering, in een ruimte 4 die gevormd wordt door een bak 5 welke in het wegdek is aangebracht en die ter hoogte van dit wegdek wordt afgesloten door een bovenplaat 6.
De bak 5 is voorzien van middelen 7, voor de overbrenging van de beweging van de bovenplaat 6 naar de kompressiekamer 2, waarbij deze middelen 7 bij voorkeur gevormd worden door twee of meerdere vertikale geleidingsstangen 8 die, enerzijds, aan hun bovenuiteinde verbonden zijn met de bovenplaat 6, en anderzijds, aan hun onderuiteinde door geleidingselementen 9 geleid worden. Deze geleidingselementen 9 zijn op hun beurt bevestigd op de bodem van de bak 5.
De kompressiekamer 2 wordt in dit geval gevormd door een soort blaasbalg bestaande uit twee parallelle platen 10 en
11 die met elkaar verbonden zijn door middel van een
<Desc/Clms Page number 4>
harmonika-vormig element 12 dat uit een soepel, impermeabel materiaal bestaat en dat aan de ganse omtrek van de kompressiekamer 2 is voorzien. De bovenste plaat 10 van de kompressiekamer 2 is star verbonden met de middelen 7, in het bijzonder de geleidingsstangen 8, terwijl de onderste plaat 11 star verbonden is met de bak 5 en waarin openingen 13 zijn voorzien die de geleidingsstangen 8 vrij laten bewegen. De platen 10 en 11 zijn voorzien van respektievelijk minstens een inlaatopening 14 voor het aanzuigen van een fluïdum, en minstens één uitlaatopening 15 waardoor het fluïdum via een leiding 16 naar een opslagruimte 17 wordt gevoerd.
De bovenplaat 6 rust met haar zijden op in dit geval verende middelen 18, bijvoorbeeld een veer, die in een uitsparing 19 bovenaan de bak 5 is aangebracht en die na de kompressie de bovenplaat 6 automatisch terug naar boven duwt.
De bak 5 zal bij voorkeur voorzien worden van middelen die het opveren van de bovenplaat begrenzen, waarbij zulke middelen bijvoorbeeld kunnen gevormd worden door zijwaarts gerichte uitsteeksels 20 onder aan de bovenplaat 6 die zijn aangebracht op een rib 21 onder aan de zijwanden van de bovenplaat 6, waarbij deze uitsteeksels 20 ieder geleid zijn in een vertikale gleuf 22 in de wand van de bak 5. De ribben 21 dienen in dit geval eveneens als begrenzers van de omlaag gerichte beweging van de bovenplaat 6.
Bij voorkeur zullen middelen voorzien worden, bijvoorbeeld een schaarkonstruktie of dergelijke, waardoor bekomen wordt dat de bovenplaat 6 in alle omstandigheden horizontaal wordt gehouden.
<Desc/Clms Page number 5>
De werking van de inrichting volgens de uitvinding wordt verduidelijkt aan de hand van figuur 1.
Een voertuig 3 dat over een inrichting volgens de uitvinding rijdt zal door zijn gewicht de bovenplaat 6 naar beneden doen bewegen ten opzichte van het wegdek 1. Deze neergaande beweging wordt aangewend voor een kompressie in de kompressiekamer 2. Daartoe is de bovenplaat 6 verbonden met de middelen 7 zodanig dat de bovenste plaat 10 van de kompressiekamer 2 mee bewogen wordt terwijl de onderste plaat 11 van deze kompressiekamer 2 op haar plaats blijft.
Het harmonika-vormig element 12 laat een kompressie toe van het in de kompressiekamer 2 aanwezige fluïdum. Dit fluïdum, bij voorkeur lucht, kan bijvoorbeeld uit de omgeving worden aangezogen door de inlaatopening 14 die in één van de platen 10 of 11 is voorzien en de gekomprimeerde lucht verlaat de kommpressiekamer 2 via de uitlaatopening 15. De inlaatopening 14 en de uitlaatopening 15 van de kompressiekamer 2 worden afgesloten door terugslagkleppen 23 zodanig dat na kompressie de lucht enkel via de uitlaatopening 15 kan verwijderd worden en de aanzuiging van verse lucht in de kompressiekamer 2 enkel langs de inlaatopening 14 kan gebeuren.
Ook aan de in- en uitgangen van de opslagruimte 17 zullen kleppen worden voorzien.
De gekomprimeerde lucht wordt via de leiding 16 naar deze opslagruimte 17 gevoerd, waar deze gekomprimeerde lucht verzameld wordt tot deze bij een voldoende hoge druk voor verdere toepassingen kan worden aangewend en afgevoerd via een leiding 24.
Het fluidum bestaat bij voorkeur uit lucht die uit de omgeving wordt aangezogen of uit een gas dat uit een
<Desc/Clms Page number 6>
voorraadtank voor dit gas naar de kompressiekamer 2 wordt aangezogen. Het gas kan na de kompressie naar de opslagruimte 17 worden gevoerd en vervolgens bij een toepassing zijn potentiële energie afgeven waarna het gas zieh terug in zijn oorspronkelijke, ontspannen toestand bevindt.
De middelen 7, in het bijzonder de geleidingsstangen 8, worden vertikaal geleid in de vaste geleidingselementen 9 die onderaan in de ruimte 4 aan de bak 5 zijn bevestigd en die tegelijkertijd de horizontale beweging van de geleidingsstangen 8 beletten.
In de verbinding van de middelen 7 voor de overbrenging van de beweging van de bovenplaat 6 kan bij voorkeur een kogelgewricht 25 worden voorzien om eenzijdige, schuine bewegingen van de bovenplaat 6 op te vangen bijvoorbeeld veroorzaakt door een voertuig dat slechts met één wiel over de bovenplaat 6 rijdt.
De afmetingen van de bovenplaat 6 bedragen bij voorkeur slechts enkele centimeter in de breedte, terwijl de lengte van de bovenplaat ongeveer die van het baanvak bedraagt om alzo het voertuig met zijn twee wielen tegelijk over de bovenplaat 6 te laten rijden. Niets belet echter de breedte van de bovenplaat 6 langer te kiezen.
De vertikale, neergaande beweging van de bovenplaat 6 bedraagt bij voorkeur slechts enkele centimeters zodanig dat het wiel van het voertuig vrij gemakkelijk deze inzinking kan overwinnen.
Het volume van de te komprimieren lucht wordt bepaald door de afmetingen van de kompressiekamer 2. Dcor deze afmetingen te verkleinen of te vergroten kan met eenzelfde
<Desc/Clms Page number 7>
kracht van het voertuig de druk van het gekomprimeerde fluïdum worden aangepast al naargelang de vereisten van de toepassing.
Figuur 2 geeft een variante van de inrichting volgens figuur 1 weer, waarbij verschillende kompressiekamers 2, die elk uit een soort blaasbalg bestaan, onder elkaar worden aangebracht. Hierdoor wordt de aktief volume van de inrichting vergroot en kan een groter debiet bekomen worden. Elk van deze blaasbalgen is op identieke wijze opgebouwd als deze weergegeven in figuur 1, maar de afstand tussen de parallelle platen 10 en 11 is in dit geval bij voorkeur kleiner. De kracht die door het overrijdend voertuig 3 op de bovenplaat 6 wordt uitgeoefend wordt verdeeld over de verschillende blaasbalgen. Iedere kompressiekamer 2 is voorzien van een afvoerleiding 26 die telkens het gekomprimeerde fluïdum naar de opslagruimte 17 voert. Verder verloopt de werking van deze inrichting principieel hetzelfde als deze van de inrichting zoals weergegeven in figuur 1.
Zoals weergegeven in figuur 3 kan de kompressiekamer 2 zich ook onmiddelijk onder de bovenplaat 6 bevinden. De kompressiekamer 2 wordt in dit geval aan haar bovenzijde begrensd door de bovenplaat 6 en aan haar onderzijde door de bovenwand 27 van de opslagruimte 17. De bovenplaat 6 bezit aan haar onderkant een vierkantige of rechthoekige struktuur die voorzien is van groeven 28. In deze groeven 28 passen opstaande elementen 29 van de bovenwand 27 van de opslagruimte 17 die de zijden van de kompressiekamer 2 vormen.
Om de afdichting van kompressiekamer 2 te verzekeren is er tussen de groeven 28 en de elementen 29 een vetpakking 30 aangebracht die eveneens vcor een goede geleiding zorgt tijdens de bewegingen van de bovenplaat 6.
<Desc/Clms Page number 8>
In de bovenplaat 6 is de inlaatopening 14 voor de aanzuiging van verse lucht aangebracht en in de bovenwand 27 van de opslagruimte 17 zijn uitlaatopeningen 15 voorzien waarlangs gekomprimeerde lucht naar de opslagruimte 17 wordt gevoerd.
De werking van deze inrichting verloopt eveneens hoofdzakelijk hetzelfde als deze van de vorige voorbeelden, maar vertoont het voordeel dat zij eenvoudiger te konstrueren is en dat er geen leidingen tussen de kompressiekamer 2 en de opslagruimte 17 dienen te worden voorzien.
Figuur 4 geeft een dwarsdoorsnede weer van nog een uitvoeringsvorm waarbij de bovenplaat 6 met behulp van middelen 7, voor de overbrenging van de beweging van de bovenplaat 6 naar de kompressiekamer 2, met een zuiger 31 wordt verbonden die in een afgesloten ruimte 32 op en neer kan bewegen zodat een kompressiekamer 2 onder de zuiger 31 in de ruimte 32 wordt gevormd. Het geheel rust bij voorkeur in een bedding 33, bijvoorbeeld uit beton. Door de trapvorm van de bedding 33 wordt de neergaande beweging van de bovenplaat 6 beperkt tot bijvoorbeeld enkele centimeters.
De ruimte 32, en de hieraan aangepaste zuiger 31, kunnen verschillende vormen aannemen, bijvoorbeeld cilindervormig zodat verschillende van deze cilinders langs elkaar dwars in het wegdek 1 kunnen worden aangebracht, of langwerpig waardoor slechts één bakvormig element dwars onder het wegdek 1 wordt aangebracht.
De afmetingen van de kompressiekamer 2 van de uitvoering volgens figuur 4 zijn kleiner dan in de voorgaande uitvoeringsvormen waardoor het fluïdum onder een hogere
<Desc/Clms Page number 9>
druk wordt gebracht. De energie-inhoud is echter in beide gevallen nagenoeg gelijk.
De bovenplaat 6 kan zowel horizontaal in het wegdek 1 worden aangebracht, als licht hellend op de flanken van bijvoorbeeld verkeersdrempels opgesteld worden.
In een bijzondere uitvoeringsvorm is de bovenplaat slechts ongeveer enkele centimeter breed en wordt zij dwars over een rijvak in het wegdek geplaatst met de bovenplaat scharnierbaar en schuin naar boven gericht t. o. v. het horizontale wegdek 1 en aldus naar beneden wordt gedrukt als een voertuig erover rijdt.
Er kunnen verschillende van zulke inrichtingen achter elkaar in het wegdek worden aangebracht bij voorkeur op plaatsen waar een snelheidsvermindering gewenst is.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeelden beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke inrichting voor het komprimeren van fluida kan in verschillende vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for compressing fluids. This invention relates to a device for compressing fluids, more specifically a device that uses the kinetic energy of moving vehicles, wherein this device converts said kinetic energy into potential energy of fluids.
The current traffic of vehicles on the roads is not very efficient. The efficiency of motor vehicles is quite low since the energy conversion in the engine and the transmissions to the wheels are not optimal. In the vehicles, 11Tlers experience different energy losses, such as, inter alia, when the vehicles are braking or decelerating, for instance at intersections and speed bumps, whereby the kinetic energy of the vehicle is converted into heat by the brakes and can thus no longer be used.
The present invention therefore has the object of an apparatus which aims to remedy this by partially recovering the energy of the vehicle which would otherwise be lost.
To this end, the invention relates to a device for compressing fluids, which mainly consists of at least one compression chamber arranged in the road surface and which is activated by vehicles driving over this road surface.
<Desc / Clms Page number 2>
More specifically, this device mainly consists of at least one movable top plate mounted in the road, means for transferring the movement of said top plate to a compression chamber, the latter being provided with at least one inlet opening for suction of a fluid and an outlet opening whereby the compressed fluid is fed to a storage space.
This device is optimally utilized by installing it on the road surface of high-traffic roads.
The vehicles driving over the device give off part of their kinetic energy to this which is further converted into potential energy of a fluid and stored as such for the time being.
Preferably such a device will be arranged at intersections or other places where a lot of braking is normally done in order to have the efficiency as high as possible.
In a preferred embodiment, the compression chamber is conceived as a kind of bellows that provides compressed air each time a vehicle drives over the device. However, the compression chamber can also consist of other compression means. The potential energy of the compressed medium can be used for all kinds of applications, such as for example after conversion into electrical energy for the operation of traffic lights, street lighting, speed detectors, etc.
With the insight to better demonstrate the features according to the invention, some preferred embodiments are given below as examples without any limiting character.
<Desc / Clms Page number 3>
shapes described with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows a longitudinal section of a device according to the invention; figure 2 shows a variant of the device according to figure
1 represents; figure 3 represents a longitudinal section of a second embodiment of the invention; figure 4 shows a cross-section of a third embodiment of the device according to the invention;
As can be seen from Figure 1, the device according to the invention consists of at least one compression chamber 2 arranged in the road surface 1, which is operated by a vehicle 3 driving over the device, which figure is only schematically shown in Figure 1 for clarification. In this embodiment, this compression chamber 2 is located in a space 4 which is formed by a tray 5 which is arranged in the road surface and which is closed off at the height of this road surface by a top plate 6.
The tray 5 is provided with means 7 for transmitting the movement of the top plate 6 to the compression chamber 2, these means 7 preferably being formed by two or more vertical guide rods 8, which, on the one hand, are connected at their top end to the top plate 6, and on the other hand, are guided at their lower ends by guide elements 9. These guide elements 9 are in turn mounted on the bottom of the tray 5.
In this case, the compression chamber 2 is formed by a kind of bellows consisting of two parallel plates 10 and
11 which are linked by a
<Desc / Clms Page number 4>
accordion-shaped element 12 which consists of a flexible, impermeable material and which is provided on the whole circumference of the compression chamber 2. The top plate 10 of the compression chamber 2 is rigidly connected to the means 7, in particular the guide rods 8, while the bottom plate 11 is rigidly connected to the tray 5 and in which openings 13 are provided which allow the guide rods 8 to move freely. The plates 10 and 11 are provided with at least one inlet opening 14 for drawing in a fluid, and at least one outlet opening 15 through which the fluid is led via a line 16 to a storage space 17.
The top plate 6 rests with its sides on resilient means 18, for example a spring, which is arranged in a recess 19 at the top of the tray 5 and which automatically pushes the top plate 6 back upwards after compression.
The tray 5 will preferably be provided with means limiting the springing of the top plate, such means being formed, for example, by side-facing protrusions 20 at the bottom of the top plate 6 mounted on a rib 21 at the bottom of the side walls of the top plate 6 these projections 20 each being guided in a vertical slot 22 in the wall of the tray 5. The ribs 21 in this case also serve as limiters of the downward movement of the top plate 6.
Preferably means will be provided, for example a scissor construction or the like, whereby it is obtained that the top plate 6 is kept horizontal in all circumstances.
<Desc / Clms Page number 5>
The operation of the device according to the invention is elucidated with reference to figure 1.
A vehicle 3 driving over a device according to the invention will, by its weight, cause the top plate 6 to move downwards relative to the road surface 1. This downward movement is used for a compression in the compression chamber 2. For this purpose the top plate 6 is connected to the means 7 such that the top plate 10 of the compression chamber 2 is moved with it while the bottom plate 11 of this compression chamber 2 remains in place.
The accordion-shaped element 12 allows compression of the fluid contained in the compression chamber 2. This fluid, preferably air, can for instance be drawn in from the environment through the inlet opening 14 which is provided in one of the plates 10 or 11 and the compressed air leaves the compression chamber 2 via the outlet opening 15. The inlet opening 14 and the outlet opening 15 of the compression chamber 2 is closed by non-return valves 23 such that after compression the air can only be removed via the outlet opening 15 and the intake of fresh air in the compression chamber 2 can only take place via the inlet opening 14.
Valves will also be provided at the entrances and exits of the storage space 17.
The compressed air is supplied via line 16 to this storage space 17, where this compressed air is collected until it can be used at a sufficiently high pressure for further applications and discharged via line 24.
The fluid preferably consists of air that is drawn in from the environment or a gas from one
<Desc / Clms Page number 6>
supply tank for this gas is drawn to the compression chamber 2. The gas can be fed to the storage space 17 after compression and then release its potential energy in an application, after which the gas is returned to its original relaxed state.
The means 7, in particular the guide rods 8, are guided vertically in the fixed guide elements 9 which are fixed to the tray 5 at the bottom of the space 4 and which at the same time prevent the horizontal movement of the guide rods 8.
In the connection of the means 7 for transmitting the movement of the top plate 6, a ball joint 25 can preferably be provided in order to absorb one-sided, oblique movements of the top plate 6, for instance caused by a vehicle which only has one wheel over the top plate 6 drives.
The dimensions of the top plate 6 are preferably only a few centimeters in width, while the length of the top plate is approximately that of the track section, so that the vehicle can drive over the top plate 6 with its two wheels simultaneously. However, nothing prevents the width of the top plate 6 from being longer.
The vertical, downward movement of the top plate 6 is preferably only a few centimeters such that the wheel of the vehicle can quite easily overcome this depression.
The volume of the air to be compressed is determined by the dimensions of the compression chamber 2. By reducing or increasing these dimensions, the same
<Desc / Clms Page number 7>
force of the vehicle, the pressure of the compressed fluid can be adjusted according to the requirements of the application.
Figure 2 shows a variant of the device according to Figure 1, wherein different compression chambers 2, each consisting of a type of bellows, are arranged one below the other. As a result, the active volume of the device is increased and a larger flow rate can be obtained. Each of these bellows is constructed identically to that shown in Figure 1, but the distance between the parallel plates 10 and 11 is preferably smaller in this case. The force exerted by the overtaking vehicle 3 on the top plate 6 is distributed between the different bellows. Each compression chamber 2 is provided with a discharge pipe 26, which in each case conveys the compressed fluid to the storage space 17. Furthermore, the operation of this device is basically the same as that of the device as shown in figure 1.
As shown in Figure 3, the compression chamber 2 can also be located immediately below the top plate 6. In this case, the compression chamber 2 is bounded at its top by the top plate 6 and at its bottom by the top wall 27 of the storage space 17. The top plate 6 has at its bottom a square or rectangular structure provided with grooves 28. In these grooves 28 fit upright elements 29 of the top wall 27 of the storage space 17 which form the sides of the compression chamber 2.
To ensure the sealing of compression chamber 2, a grease gasket 30 is provided between the grooves 28 and the elements 29, which also ensures good conductivity during the movements of the top plate 6.
<Desc / Clms Page number 8>
In the top plate 6, the inlet opening 14 for the intake of fresh air is arranged and in the top wall 27 of the storage space 17, outlet openings 15 are provided, along which compressed air is supplied to the storage space 17.
The operation of this device is also essentially the same as that of the previous examples, but has the advantage that it is easier to construct and that no pipes have to be provided between the compression chamber 2 and the storage space 17.
Figure 4 shows a cross-section of another embodiment in which the top plate 6 is connected with a piston 31 up and down in a closed space 32 by means of means 7 for transmitting the movement of the top plate 6 to the compression chamber 2. can move to form a compression chamber 2 under the piston 31 in the space 32. The whole preferably rests in a bed 33, for instance of concrete. Due to the stepped shape of the bed 33, the downward movement of the top plate 6 is limited to, for example, a few centimeters.
The space 32, and the piston 31 adapted thereto, can take various forms, for example cylindrical, so that several of these cylinders can be arranged transversely in the road surface 1, or elongated, so that only one box-shaped element is arranged transversely under the road surface 1.
The dimensions of the compression chamber 2 of the embodiment according to figure 4 are smaller than in the previous embodiments, as a result of which the fluid is under a higher
<Desc / Clms Page number 9>
pressure is brought. However, the energy content is virtually the same in both cases.
The top plate 6 can be arranged horizontally in the road surface 1, or be arranged slightly inclined on the flanks of, for example, speed bumps.
In a special embodiment, the top plate is only about a few centimeters wide and is placed transversely over a road section in the road surface with the top plate hinged and tilted upwards. o. v. the horizontal road surface 1 and thus is pressed downwards when a vehicle drives over it.
Several such devices can be arranged one behind the other, preferably in places where a speed reduction is desired.
The present invention is by no means limited to the exemplary embodiments described in the figures, but such fluid compression apparatus can be realized in various shapes and sizes without departing from the scope of the invention.