<Desc/Clms Page number 1>
Inrichting voor het winnen van energie.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het winnen van energie, meer speciaal een inrichting voor het omzetten van windenergie in een andere energievorm, bijvoorbeeld elektrische energie.
Meer speciaal nog betreft de uitvinding een inrichting van het type dat hoofdzakelijk bestaat uit een onderstel, een door het onderstel gedragen buisvormig windgeleidingselement met variërende diameter, een in het windgeleidingselement verplaatsbare windmolen en middelen voor het verplaatsen van de windmolen.
Een dergelijke inrichting wordt onder andere beschreven in de internationale octrooiaanvrage WO 98/17912, waarbiJ de middelen voor het verplaatsen van de windmolen bestaan uit een slede waarop de windmolen is gemonteerd en aandrijfmiddelen om de slede over een geleiding te verschuiven.
De huidige uitvinding heeft een verbeterde inrichting voor het winnen van energie als voorwerp die van het hiervoor vermelde type is en die het bijzonder kenmerk vertoont dat de middelen voor het verplaatsen van de windmolen hoofdzakelijk bestaan uit een of meer wentelbare armen die zieh uitstrekken tussen, enerzijds, een frame en, anderzijds, de voornoemde windmolen, waarbij de inrichting bovendien voorzien is van aandrijfmiddelen om de voornoemde armen te bewegen, meer speciaal te wentelen.
De inrichting volgens de ultvinding vertoont, dankzij het gebruik van voornoemde wentelbare armen, onder meer het
<Desc/Clms Page number 2>
voordeel dat de middelen voor het verplaatsen van de windmolen relatief compact zijn en zodoende geen of nagenoeg geen nadelige invloed hebben op de goede werking van het geheel.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn de voornoemde armen via scharnierpunten aan het frame gekoppeld, welke scharnierpunten buiten het windgeleidingselement en het verlengde daarvan zijn gelegen. Meer speciaal nog geniet het de voorkeur dat het frame waaraan de armen zijn bevestigd, zieh volledig buiten het windgeleidingselement en het verlengde daarvan bevindt.
Dit biedt het voordeel dat de luchtstroom doorheen het windgeleidingselement zo min mogelijk verstoord wordt, noch door het gedeelte van het frame waaraan de armen zijn opgehangen, noch door de rest van het frame.
Bij voorkeur worden twee of meer armen aangewend, waarvan de scharnierpunten hoekpunten van een parallellogram definiëren, zodat de windmolen steeds horizontaal gepositioneerd blijft tijdens zijn verplaatsing.
Nog bij voorkeur zijn de wentelbare armen gebogen uitgevoerd, een en ander zodanig dat zij zieh minstens in een positie omheen de rand van het windgeleidingselement uitstrekken. Hierdoor ontstaat het voordeel dat, enerzijds, de armen tussen de vlakken gedefinieerd door de ingang en de uitgang van het windgeleidingselement aan het voornoemde frame kunnen worden bevestigd en, anderzijds, de windmolen toch tot binnenin het windgeleidingselement kan worden bewogen, zonder dat de mantel van het windgeleidingselement de beweging van de armen in de weg staat.
<Desc/Clms Page number 3>
De aandrijfmiddelen voor de armen bestaan bij voorkeur uit
EMI3.1
een of meer aandrijfcilinders.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zljn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, twee voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 een zijaanzicht weergeeft van een inrichting volgens de uitvinding ; figuur 2 een zieht weergeeft, gelijkaardig aan dat van figuur 1, doch met de windmolen in een andere positie ; figuur 3 een zieht weergeeft volgens pijl F3 in figuur
EMI3.2
1 figuur 4 een zieht weergeeft, gelijkaardig aan dat van figuur 3, doch voor een uitvoeringsvariante.
De inrichting volgens de uitvinding, zoals weergegeven in de figuren 1 tot 3, bestaat hoofdzakelijk uit een onderstel 1, een buisvormig windgeleidingselement 2, een in het windgeleidingselement 2 verplaatsbare windmolen 3 en middelen 4 voor het verplaatsen van de windmolen 3.
Het onderstel 1 bestaat hoofdzakelijk uit een pyloon 5, waarop een frame 6 verdraaibaar, rond een verticale as 7, is bevestigd.
Het frame 6 bestaat uit een horizontale draagstructuur 8 en bevestigingsarmen 9, waarop het windgeleidingselement 2 is aangebracht.
Het windgeleidingselement 2 vertoont minstens een vanaf de ingang 10 volgens de windrichting W vernauwend gedeelte 11
<Desc/Clms Page number 4>
en bij voorkeur, zoals weergegeven, een daarop aansluitend naar de uitgang 12 toe verwijdend gedeelte 13.
Meer bepaald nog vertoont het windgeleidingselement 2 hoofdzakelijk de vorm van een eenbladige hyperboloïde, waarvan de lengteas bedoeld is evenwijdig met de windrichting gedraaid te worden.
Volgens de uitvinding bestaan de middelen 4 voor het verplaatsen van de windmolen 3 uit wentelbare armen, in dit geval twee paar armen 14-15 die, enerzijds, door middel van scharnierpunten 16-17 bevestigd zijn aa het frame 6 en, anderzijds, door middel van scharnierpunten 18-19 verbonden zijn met de windmolen 3.
De scharnierpunten 16 en 17 bevinden zieh buiten het windgeleidingselement 2 of het verlengde daarvan. Bovendien bevinden deze scharnierpunten 16 en 17 zieh tussen de vlakken gedefinieerd door de ingang 10 en de uitgang 12 van het windgeleidingselement 2, en meer speciaal nog onder dit windgeleidingselement 2.
De armen 14-15 zijn zodanig gebogen dat zij met hun uiteinden waarop de windmolen 3 is bevestigd tot in de ruimte die omgeven wordt door het windgeleidingselement 2 kunnen gebracht worden, terwijl zij zieh daarbij omheen de rand 20 van het windgeleidingselement 2 uitstrekken, meer speciaal zoals zichtbaar in figuur 1.
Door de gebogen vorm van de armen 14-15 kan het frame 6 beperkt worden tot onder het windgeleidingselement 2 en is het niet nodig een deel van het frame 6 in het verlengde van het windgeleidingselement 2 te voorzien.
<Desc/Clms Page number 5>
De voornoemde scharnierpunten 16-17-18-19 zijn op de hoekpunten van een parallellogram gelegen.
De windmolen 3 bestaat hoofdzakelijk uit een rotor 21, met twee of meer wieken 22, die op de aandrijfas van een generator 23 is gemonteerd, die op zijn beurt door de armen 14 en 15 gedragen wordt.
Verder bevat de inrichting ook aandrijfmiddelen om de voornoemde middelen 4 te activeren, met andere woorden de wentelbare armen 14-15 te verdraaien, welke in het weergegeven voorbeeld bestaan uit een of meer aandrijfcilinders, in dit geval twee aandrijfdrijfcilinders 24, die gemonteerd zijn tussen, enerzijds, steunen 25 aan het windgeleidingselement 2 en, anderzijds, een of meer van de voornoemde wentelbare armen 14-15, in het weergegeven voorbeeld de armen 14. Uiteraard kunnen de voornoemde aandrijfcilinders 24 ook op een andere wijze gemonteerd worden.
Tenslotte zijn op de inrichting volgens de uitvinding middelen aangebracht die de armen 14-15 kunnen blokkeren.
Deze middelen bestaan uit een hydraulische cilinder 26 die, enerzijds, onderaan de draagstoel van de windmolen 3 bevestigd is door middel van scharnierpunt 27 en, anderzijds, verbonden is met de uiteinden van twee armen 28 en 29, die respectievelijk bevestigd zljn aan de armen 14 en 15, door middel van scharnierpunten 30 en 31.
De werking van de inrichting is eenvoudig en als volgt.
Het frame 6 wordt steeds zo verdraaid dat de ingang 10 in de wind gekeerd staat. Dit kan ofwel met behulp van een
<Desc/Clms Page number 6>
niet weergegeven vin, waardoor het geheel zieh automatisch in de wind draait, ofwel door middel van niet weergegeven gemotoriseerde aandrijfmiddelen om het frame 6 te verdraaien.
Door de vorm van het windgeleidingselement 2, wordt de wind versneld van de ingang 10 van dit windgeleidingselement 2, waar dit het breedst is, naar het midden van het windgeleidingselement 2, waar dit het smalst is.
Naar het einde verbreedt het windgeleidingselement 2 opnieuw, zodat de snelheid van de lucht die door het windgeleidingselement 2 stroomt, opnieuw afneemt.
Afhankelijk van de windsnelheid, wordt de windmolen 3 zodanig in het windgeleidingselement 2 gepositioneerd dat hij optimaal van de aanwezige wind gebruik kan maken.
Met andere woorden, wanneer er weinig wind is, wordt de windmolen 3 in het smalste deel van het windgeleidingselement 2 gepositioneerd, waar de wind versneld wordt, zoals weergegeven in figuur 1.
Wanneer er daarentegen veel wind staat, wordt de windmolen 3 achter het windgeleidingselement 2 geplaatst, zoals weergegeven in figuur 2, zulks om te verhinderen dat de windmolen 3 overbelast en/of beschadigd zou worden.
Het verplaatsen van de windmolen 3 ten opzichte van het windgeleidingselement 2 gebeurt door de armen 14-15 te wentelen door de aandrijfcilinders 24 te activeren.
Wanneer de windmolen 3 in de gewenste positie is gebracht, wordt de cilinder 25 vastgezet, waardoor de armen 14 en 15
<Desc/Clms Page number 7>
ten opzichte van elkaar geblokkeerd worden en de windmolen 3 op deze wijze in de gewenste stand wordt gehouden.
Het is duidelijk dat de windmolen 3 ook in alle tussenliggende posities kan worden gebracht, in functie van de heersende windsnelheid en/of het te leveren vermogen.
Doordat de scharnierpunten van de armen 14-15 op de hoekpunten van een fictief parallellogram zijn gelegen, blijft de draaias van de windmolen 3 steeds horizontaal tijdens zijn verplaatsing.
Figuur 4 geeft een variante weer, waarbij op het onderstel 1 twee windmolens 3 met windgeleidingselementen 2 naast elkaar zijn aangebracht.
Het positioneren van de windmolens 3 in de windgeleidingselementen 2 gebeurt op dezelfde manier als hiervoor beschreven.
Dit positioneren kan voor de twee windmolens 3 synchroon gebeuren.
Het is duidelijk dat de voornoemde windmolens 3 van eender welke vorm of type kunnen zijn, en dat hieronder ook windturbines en dergelijke dienen te worden verstaan.
Het is eveneens duidelijk dat de inrichting kan zijn voorzien van middelen voor het blokkeren van de voornoemde armen 14-15 in een of meer posities of in eender welke willekeurige positie, waarbij deze middelen van willekeurige aard kunnen zijn.
<Desc/Clms Page number 8>
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke inrichting voor het winnen van energie kan in verschillende vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for extracting energy.
The present invention relates to a device for generating energy, more in particular a device for converting wind energy into another energy form, for example electrical energy.
More particularly, the invention relates to a device of the type consisting essentially of an undercarriage, a tubular wind guide element of varying diameter carried by the undercarriage, a windmill displaceable in the wind guide element and means for displacing the windmill.
Such a device is described inter alia in the international patent application WO 98/17912, in which the means for moving the windmill consist of a carriage on which the windmill is mounted and drive means for moving the carriage over a guide.
The present invention has an improved device for generating energy as an object of the aforementioned type and which has the special feature that the means for moving the windmill mainly consist of one or more rotatable arms extending between, on the one hand , a frame and, on the other hand, the aforementioned windmill, wherein the device is furthermore provided with drive means for moving the above-mentioned arms, more particularly for rotating.
The device according to the invention has, among other things, thanks to the use of the aforesaid rotatable arms
<Desc / Clms Page number 2>
advantage that the means for moving the windmill are relatively compact and thus have no or substantially no adverse effect on the proper functioning of the whole.
In a preferred embodiment, the aforementioned arms are coupled to the frame via pivot points, which pivot points are located outside the wind guide element and the extension thereof. More particularly, it is preferable that the frame to which the arms are attached is completely outside the wind guide element and the extension thereof.
This offers the advantage that the air flow through the wind guide element is disrupted as little as possible, neither by the part of the frame on which the arms are suspended, nor by the rest of the frame.
Preferably two or more arms are used, the pivot points of which define angular points of a parallelogram, so that the windmill always remains horizontally positioned during its movement.
The rotatable arms are preferably also made curved, such that they extend at least in a position around the edge of the wind-guiding element. This creates the advantage that, on the one hand, the arms between the planes defined by the entrance and the exit of the wind deflecting element can be attached to the aforementioned frame and, on the other hand, the windmill can still be moved inside the wind deflecting element, without the jacket of the wind guide element hinders the movement of the arms.
<Desc / Clms Page number 3>
The drive means for the arms preferably consist of
EMI3.1
one or more drive cylinders.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, two preferred embodiments are described below, as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows a side view of a device according to the invention; figure 2 represents a view similar to that of figure 1, but with the windmill in a different position; figure 3 represents a view according to arrow F3 in figure
EMI3.2
Fig. 1 shows a view similar to that of Fig. 3, but for an embodiment variant.
The device according to the invention, as shown in Figures 1 to 3, consists essentially of a chassis 1, a tubular wind guide element 2, a windmill 3 displaceable in the wind guide element 2 and means 4 for moving the windmill 3.
The chassis 1 consists essentially of a pylon 5, on which a frame 6 is rotatably mounted around a vertical axis 7.
The frame 6 consists of a horizontal support structure 8 and mounting arms 9, on which the wind guide element 2 is arranged.
The wind guide element 2 has at least one portion 11 narrowing from the entrance 10 in the wind direction W
<Desc / Clms Page number 4>
and preferably, as shown, a portion 13 widening thereto towards the outlet 12.
More particularly, the wind guide element 2 essentially has the shape of a single-leaf hyperboloid, the longitudinal axis of which is intended to be rotated parallel to the wind direction.
According to the invention, the means 4 for moving the windmill 3 consist of rotatable arms, in this case two pairs of arms 14-15 which, on the one hand, are fixed by means of pivot points 16-17 to the frame 6 and, on the other hand, by means of from pivot points 18-19 are connected to the windmill 3.
The pivot points 16 and 17 are located outside the wind guide element 2 or the extension thereof. Moreover, these pivot points 16 and 17 are located between the planes defined by the entrance 10 and the exit 12 of the wind deflecting element 2, and more particularly even below this wind deflecting element 2.
The arms 14-15 are bent such that, with their ends on which the windmill 3 is mounted, they can be brought into the space surrounded by the wind guide element 2, while they thereby extend around the edge 20 of the wind guide element 2, more specifically as visible in figure 1.
Due to the curved shape of the arms 14-15, the frame 6 can be limited to below the wind guide element 2 and it is not necessary to provide a part of the frame 6 in line with the wind guide element 2.
<Desc / Clms Page number 5>
The aforementioned hinge points 16-17-18-19 are located at the corner points of a parallelogram.
The windmill 3 mainly consists of a rotor 21, with two or more blades 22, which is mounted on the drive shaft of a generator 23, which in turn is supported by the arms 14 and 15.
Furthermore, the device also comprises drive means for activating the aforementioned means 4, in other words rotating the rotatable arms 14-15, which in the example shown consist of one or more drive cylinders, in this case two drive drive cylinders 24 mounted between, on the one hand, supports 25 on the wind guide element 2 and, on the other hand, one or more of the aforementioned rotatable arms 14-15, in the example shown the arms 14. Of course, the aforementioned drive cylinders 24 can also be mounted in a different manner.
Finally, means are provided on the device according to the invention which can block the arms 14-15.
These means consist of a hydraulic cylinder 26 which, on the one hand, is fixed at the bottom of the carrier of the windmill 3 by means of pivot point 27 and, on the other hand, is connected to the ends of two arms 28 and 29, which are respectively attached to the arms 14 and 15, through pivot points 30 and 31.
The operation of the device is simple and as follows.
The frame 6 is always rotated so that the entrance 10 faces the wind. This can be done either by using one
<Desc / Clms Page number 6>
fin (not shown), whereby the whole automatically turns in the wind, or by means of motorized drive means (not shown) for rotating the frame 6.
Due to the shape of the wind guide element 2, the wind is accelerated from the entrance 10 of this wind guide element 2, where it is widest, to the center of the wind guide element 2, where it is the narrowest.
Towards the end, the wind guide element 2 broadens again, so that the speed of the air flowing through the wind guide element 2 decreases again.
Depending on the wind speed, the windmill 3 is positioned in the wind guide element 2 in such a way that it can make optimum use of the wind present.
In other words, when there is little wind, the windmill 3 is positioned in the narrowest part of the wind guide element 2, where the wind is accelerated, as shown in Figure 1.
On the other hand, when there is a lot of wind, the windmill 3 is placed behind the wind guide element 2, as shown in figure 2, so as to prevent the windmill 3 from being overloaded and / or damaged.
Moving the windmill 3 relative to the wind guide element 2 is done by rotating the arms 14-15 by activating the drive cylinders 24.
When the windmill 3 has been brought into the desired position, the cylinder 25 is fixed, whereby the arms 14 and 15
<Desc / Clms Page number 7>
are blocked relative to each other and the windmill 3 is held in this way in the desired position.
It is clear that the windmill 3 can also be brought to all intermediate positions, depending on the prevailing wind speed and / or the power to be supplied.
Because the pivot points of the arms 14-15 are located at the corner points of a fictional parallelogram, the axis of rotation of the windmill 3 always remains horizontal during its displacement.
Figure 4 shows a variant in which two windmills 3 with wind guide elements 2 are arranged next to each other on the chassis 1.
The positioning of the wind turbines 3 in the wind guide elements 2 takes place in the same manner as described above.
This positioning can be done synchronously for the two windmills 3.
It is clear that the aforementioned windmills 3 can be of any shape or type, and that this should also be understood to mean wind turbines and the like.
It is also clear that the device can be provided with means for blocking the aforementioned arms 14-15 in one or more positions or in any desired position, wherein these means can be of any kind.
<Desc / Clms Page number 8>
The present invention is by no means limited to the embodiments described by way of example and shown in the figures, but such a device for generating energy can be realized in various shapes and dimensions without departing from the scope of the invention.