BE1021097B1

BE1021097B1 - Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie.

Info

Publication number: BE1021097B1
Application number: BE2014/0514A
Authority: BE
Original assignee: VAN ROMPAY BOUDEWIJN GABRIëL
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2017-03-23
Also published as: EP3164597A1; EP3164597B1; ES2718574T3; US10473084B2; PT3164597T; WO2016001725A1; CA2952600C; US20170167469A1; DK3164597T3; CA2952600A1

Abstract

Inrichting voor het opwekken van energie gebruikmakend van de stroming van een rivier (2), met een zelfdrijvend schoepenrad (13) en een elektrische generatorgroep (17) die gekoppeld is aan het schoepenrad (13) waarbij de inrichting (1) voorzien is van een ondergedompelde behuizing (3) met open bodem (4) waarin het schoepenrad (13) roteerbaar is aangebracht en waarbij er middelen (10) zijn om de stroming van de rivier (2) ter hoogte van het schoepenrad (13) te regelen, waarbij het toerental van de generatorgroep (17) constant wordt gehouden door de regeling van de waterspiegel (9) in de behuizing (3) door de inwendige ruimte (7) ervan onder druk te plaatsen en /of door de regeling van de middelen (10).

Description

Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie,

De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie.

Meer speciaal is de uitvinding bedoeld voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruikmakend van de stroming van een rivier, estuarium of dergelijke.

Men kent reeds inrichtingen die gebruik maken van de stroming van het water voor het opwekken van energie. Een praktisch voorbeeld van zulke inrichting is een waterkrachtcentrale.

Zulke waterkrachtcentrale vereist het aanleggen van stuwmeren in rivieren met behulp van één of meerdere dammen, waarbij de locatie van deze stuwmeren zorgvuldig moet worden uitgekozen en bovendien zijn niet alle rivieren hiervoor geschikt.

Deze stuwmeren kunnen bovendien nadelige gevolgen hebben voor de natuur, omdat de natuurlijke habitat van dieren en planten verstoord wordt en houden een groot verlies aan landoppervlakte in waardoor vaak hele dorpen of steden verhuisd moeten worden en deze stuwmeren kunnen mogelijk een gevaar betekenen bij het falen van de dammen.

Bovendien zijn de waterkrachtcentrale en de dammen grote en complexe constructies, waardoor de opbouw van dergelijke installaties een dure, lange en gecompliceerde aangelegenheid is.

Bijkomend vormt zulke waterkrachtcentrale een belemmering van het waterverkeer.

De turbines die gebruikt worden bevinden zich bovendien grotendeels onder water, wat ertoe leidt dat de turbines en de daarop aangesloten generatoren zorgvuldig moeten afgedicht worden wat het onderhoud of de herstellingen compliceert.

Men kent ook reeds een soort van onderwater turbine, waarbij een schroef, rotor of dergelijke onder water geplaatst wordt welke door de stroming van het water zal beginnen roteren en op deze manier elektrische stroom kan opwekken.

Ook dergelijke bekende installaties vertonen het nadeel dat turbines en de daarop aangesloten generatoren zorgvuldig moeten worden afgedicht om de nadelige effecten van blootstelling aan het water te voorkomen.

Dit maakt de installatie niet alleen duur, maar ook moeilijk te onderhouden.

Bovendien vormen de roterende schoepen van de schroef, rotor of dergelijke een gevaar voor het mariene leven.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

De huidige uitvinding heeft een inrichting als voorwerp voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruikmakend van de stroming van een rivier, estuarium of dergelijke, welke inrichting een zelfdrijvend schoepenrad bevat dat in twee richtingen vrij verdraaibaar is rond een as en minstens één elektrische generatorgroep bevat waarvan de aandrijfas koppeloverdragend gekoppeld is aan de as van het schoepenrad, waarbij de inrichting voorzien is van een volledig of minstens gedeeltelijk ondergedompelde behuizing in de vorm van een klok met open bodem die zich op een hoogte boven de bodem van de rivier, estuarium of dergelijke bevindt waarvan de inwendige ruimte onder druk is geplaatst om de hoogte van de waterspiegel in de klok te regelen en waarin het schoepenrad roteerbaar is aangebracht door middel van lagers of dergelijke met schoepen die onder de open bodem uitsteken en dat de inrichting voorzien is van middelen om de stroming van de rivier, het estuarium of dergelijke onder de open bodem van de klok ter hoogte van het schoepenrad te regelen, waarbij het toerental van de minstens één elektrische generatorgroep constant wordt gehouden door de regeling van de hoogte van de waterspiegel in de klok en/of door de regeling van de voornoemde middelen.

Een. voordeel is dat de inrichting minder onderworpen is aan maritieme condities, zoals golven of extreme weersomstandigheden. De inrichting is bovendien onttrokken aan het oog, waardoor er geen verstoring is van het natuurlijk uitzicht van de rivier, estuarium of dergelijke.

Bijkomend kan een inrichting volgens de uitvinding op een zodanige diepte worden voorzien in een rivier, estuarium of dergelijke dat schepen er kunnen over varen en geen hinder ondervinden.

Een ander voordeel is dat de generatorgroep volledig boven de waterspiegel in de klok geplaatst kan worden, waardoor deze delen van de inrichting niet blootgesteld zijn aan het water zodat hun constructie en met name hun afdichting aan minder strenge eisen zal moeten voldoen. Ook onderhouds- en herstellingswerken zullen gemakkelijker en goedkoper kunnen gebeuren.

Nog een ander voordeel bestaat erin dat het zelfdrijvend karakter van het schoepenrad, minstens een deel van het gewicht van het schoepenrad zal opgeheven kunnen worden door de opwaartse kracht die het schoepenrad ondervindt van het water.

Hierdoor zal de energieoverdracht van het schoepenrad naar de generator met minder verliezen gepaard gaan, omdat er minder wrijvingsverliezen zullen optreden in de lagers of dergelijke waarmee het schoepenrad in de klok is gelagerd.

Een bijkomend voordeel is nog dat door het constant houden van het toerental van de generator, ofwel door het regelen van de middelen om de stroming van de rivier, het estuarium of dergelijke onder de open bodem van de klok ter hoogte van het schoepenrad te regelen ofwel door de regeling van de hoogte van de waterspiegel in de klok, de generator zo optimaal mogelijk energie kan produceren.

Immers door regeling van de stroming van de rivier zal het schoepenrad sneller of trager roteren, waardoor de generator eveneens sneller of trager zal roteren. De verhouding van de snelheid van de stroming en het toerental van het schoepenrad verloopt via een kubisch of exponentieel verband. Met andere woorden: een verdubbeling van de snelheid van de stroming van de rivier zal ervoor zorgen dat het schoepenrad minstens acht maal sneller kan roteren.

Wanneer de stroming van de rivier toeneemt, zal er met de voornoemde middelen voor gezorgd kunnen worden dat de stroming onder de open boden van de klok verlaagd wordt zodat het schoepenrad met dezelfde snelheid zal roteren.

Door de hoogte van de waterspiegel in de klok te wijzigen, zal het schoepenrad meer of minder in het water komen te zitten. Dit water zal voor een verhoogde weerstand zorgen waardoor de snelheid van rotatie van het schoepenrad zal vertragen bij een gelijkblijvende stroming van de rivier, estuarium of dergelijke.

Bij voorkeur wordt voor het constant houden van het toerental van de minstens één elektrische generatorgroep gebruik gemaakt van de voornoemde middelen om de stroming van de rivier, het estuarium of dergelijke onder de open bodem van de klok ter hoogte van het schoepenrad te regelen en wordt de hoogte van de waterspiegel in de klok geregeld zodat de wrijving in de lagers minimaal of zo goed als minimaal zijn.

Dit zal ervoor zorgen dat de energieproductie door de generatorgroepen zo efficiënt mogelijk zal zijn. Immers, er zullen geen tot zo goed als geen wri j vingsverliezen optreden in de lagers op de as van het schoepenrad wanneer de hoogte van de waterspiegel in de klok zodanig wordt gekozen dat de locatie van de as van het schoepenrad, wanneer het vrij op de waterspiegel drijft, overeenstemt met de locatie van de lagers waarmee de as van het schoepenrad is aangebracht in de behuizing.

Bovendien zal de aandrijfas van de generatorgroepen steeds aan hetzelfde toerental worden aangedreven waardoor geen extra bijkomende middelen, met bijhorende verliezen in het gegenereerde vermogen, nodig zijn om dit te verwezenlijken.

De uitvinding betreft ook een reeks van inrichtingen volgens de uitvinding, waarbij zij in een getijdenrivier of estuarium worden geplaatst op een afstand van elkaar gezien in de stromingsrichting van de getijdenrivier of het estuarium en over een zodanige afstand van de getijdenrivier of het estuarium zijn verspreid dat steeds tenminste één inrichting in een zone met stroming staat.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:

Figuur 1 schematisch een voorkeurdragende uitvoering van een inrichting volgens de uitvinding voor het opwekken van hydro-elektrische energie weergeeft waarbij de inrichting is aangebracht in een getijdenrivier; figuur 2 schematisch een doorsnede weergeeft volgens de lijn II-II' in figuur 1; figuur 3 een bovenaanzicht weergeeft van een rivier waarin een reeks van inrichtingen volgens figuur 1 is aangebracht; figuren 4 en 5 schematisch andere alternatieve uitvoeringsvormen weergeven van een inrichting volgens de uitvinding.

De figuren 1 en 2 weergegeven inrichting 1 volgens de uitvinding is in een getijdenrivier 2 geplaatst en bestaat hoofdzakelijk uit een ondergedompelde behuizing 3 in de vorm van een klok 3 met een open bodem 4 die zich op een afstand A van de bodem 5 van de getijdenrivier 2 bevindt.

De behuizing 3 is voorzien van middelen om de druk in de inwendige ruimte 7 van de behuizing 3 te kunnen aanpassen, in dit geval omvatten de middelen een persluchtinstallatie 6 waarvan de uitgang 8 is aangesloten op de voornoemde inwendige ruimte 7.

Door de druk in de inwendige ruimte 7, is de inwendige ruimte 7 voor een deel gevuld met perslucht en voor een deel gevuld met water. Door het regelen van deze druk, kan de hoogte B van de waterspiegel 9 in de behuizing 3 geregeld worden. Met andere woorden: met de persluchtinstallatie 6 zal de hoogte B van de waterspiegel 9 geregeld kunnen worden.

Aan de open bodem 4 zijn middelen 10 voorzien om de stroming van de rivier 2, estuarium of dergelijke onder de open bodem 4 van de klok 3 te regelen.

In dit geval worden de voornoemde middelen 10 gevormd door een geprofileerd element 11 ter plaatse van de open bodem 4 die onder een hoek C met de bodem 5 van de getijdenrivier 2 is geplaatst, waarbij in dit geval de grootte van de hoek C geregeld kan worden.

Omdat in dit geval de inrichting 1 in een getijdenrivier 2 of dergelijke is geplaatst, zijn er twee geprofileerde elementen 11, één in elke stroomrichting. Dit is echter niet noodzakelijk zo.

De voornoemde hoek C kan aangepast worden door middel van een niet in de figuren weergegeven aandrijving of regeling. Het is duidelijk dat hierdoor de snelheid van de stroming onder de open bodem 4 van de klok 3 gewijzigd kan worden.

De vorm, meer bepaald het profiel of de kromming, van het geprofileerd element 11 kan geoptimaliseerd worden volgens de stroming of het stromingspatroon van de rivier 2.

Hierbij kan bijvoorbeeld beroep gedaan worden op computational fluid dynamics of CFD simulaties in combinatie met parallelle testen in stroombassins om deze geoptimaliseerde of gestroomlijnde vorm te bepalen.

Op deze manier zal de snelheid van de stroming maximaal zijn onder de open bodem.

In plaats van of bijkomend aan de regeling van de hoek C is het mogelijk dat de vorm of kromming van het geprofileerde element 11 kan aangepast worden.

Door deze regeling zal afgeweken kunnen worden van de geoptimaliseerde vorm en zal de stroomsnelheid verminderd kunnen worden ter plaatse van de open bodem 4.

Het is ook mogelijk dat in plaats van een geprofileerd element 11, een plaat 11 wordt gebruikt. Deze plaat kan bijvoorbeeld een vlakke plaat 11 zijn, waarvan de grootte van de hoek C die de plaat 11 met de bodem 5 van de getijdenrivier 2 maakt, geregeld kan worden.

Vier palen 12, welke verbonden zijn met de behuizing 3 en in de bodem 5 van de getijdenrivier 2 zijn verankerd, zorgen ervoor dat de inrichting 1 ter plaatse en met zijn open bodem 4 op de gepaste hoogte B boven de bodem 5 van de getijdenrivier 2 wordt gehouden.

Het is duidelijk dat ook meer of minder dan vier palen 12 voorzien kunnen zijn.

Het is ook duidelijk dat het ook mogelijk is dat de behuizing 3 ter plaatse wordt gehouden op een hoogte A boven de bodem 5 van de rivier 2, estuarium of dergelijke door middel van één of meer ankerkettingen die in de bodem 5 van de rivier 2, estuarium of dergelijke verankerd zitten.

Dit heeft als voordeel dat de inrichting 1 eenvoudig naar een andere locatie verplaatst kan worden door de ankerkettingen los te maken en op een andere locatie in de bodem 5 van de rivier 2 te verankeren.

Op deze manier kan er steeds voor gezorgd worden dat de inrichting 1 op de meest optimale locatie staat, rekening houdend met de mogelijk veranderende stromingen in de rivier, estuarium of dergelijke. Zo kan er bijvoorbeeld voor gezorgd worden dat een inrichting 1 de Golfstroom voor de kust van Miami kan volgen.

In de behuizing 3 bevindt zich een schoepenrad 13. Het schoepenrad 13 is zelfdrijvend, bijvoorbeeld doordat de as 14 van het schoepenrad 13 is uitgevoerd in een drijvend materiaal of drijvend is gemaakt met een luchtkamer.

De as 14 van het schoepenrad 13 is vrij roteerbaar rond een geometrische as X-X' en is daartoe gelagerd in de behuizing 3 met behulp van lagers 15.

Op de as 14 van het schoepenrad 13 zijn een aantal radiaal gerichte schoepen 16 aangebracht die zich in de lengterichting evenwijdig uitstrekken met de as 14 van het schoepenrad 2.

De inrichting 1 is verder ook voorzien van twee generatorgroepen 17, waarbij er één aan elke zijde van het schoepenrad 13 is geplaatst, waarbij de generatorgroepen 17 zijn vastgemaakt aan de binnenzijde van de klok 3.

Elke generatorgroep 17 is voorzien van een transmissie 18 en een daarmee verbonden generator 19. De transmissie 18 is voorzien van een ingaande aandrijfas 20a die gekoppeld is met de as 14 van het schoepenrad 13 en van een uitgaande as 20b die gekoppeld is met de as 21 van de generator 19.

In dit geval zal de aandrijfas 20a van de linkse generatorgroep 17 in een eerste draairichting meedraaien met de as 14 van het schoepenrad 13 en in een andere tweede draairichting vrij verdraaibaar zijn en zal de aandrijfas 20a van de rechtse generatorgroep 17 in de eerste draairichting vrij verdraaibaar zijn en in de tweede draairichting meedraaien met de as 14 van het schoepenrad 13.

Hiertoe is de transmissie 18 van de generatorgroep 17 voorzien van een vrijwiel 22 dat een vrije verdraaiing toelaat in één richting en een draaivaste koppeling vormt in de andere draairichting.

De generatorgroepen 17 zijn bijvoorkeur gelijkstroomgenerator-groepen, waarbij de generatorgroepen 17 door middel van een elektrische kabel 23 verbonden zijn met een omvormer 24 die de geleverde gelijkstroom omzet in wisselstroom die via een kabel 25 kan beleverd worden aan het elektriciteitsnet 26.

De werking van de inrichting 1 is zeer eenvoudig en als volgt.

De stroming van de getijdenrivier 2 zal het schoepenrad 13 laten draaien. Afhankelijk van de stromingszin van de getijdenrivier 2, zal het schoepenrad 13 in één draairichting worden aangedreven of in de omgekeerde draairichting.

Dit wil zeggen dat ofwel de linkse ofwel de rechtse generatorgroep 17 zal meedraaien met het schoepenrad 13 zodat steeds elektrische stroom wordt opgewekt ongeacht de richting van de stroom van de getijdenrivier 2 of ongeacht de draairichting van het schoepenrad 13. De transmissie 18 zal zorgen dat het toerental van het schoepenrad 13 met een geschikte transmissieverhouding wordt overgedragen aan de generator 19.

Bij voorkeur wordt een reeks van de voornoemde inrichtingen 1 volgens de uitvinding verspreid over een afstand van de getijdenrivier 2, zoals weergegeven in figuur 3. Op deze manier zal een inrichting 1 zich steeds in een zone met stroming bevinden, zelfs bij de wisseling van het getij.

Teneinde het opgewekte vermogen van de generator 19 te verhogen kan er gebruik gemaakt worden van twee regelingen, namelijk de regeling van de geprofileerde elementen 11 enerzijds en de regeling van de hoogte B van de waterspiegel 9 in de behuizing 3 anderzijds.

Een van beide of beide regelingen kunnen gebruikt worden om ervoor te zorgen dat het toerental van de generator 19, of dus van de generatorgroep 17 of het schoepenrad 13, constant blijft onafhankelijk van de stroming in de rivier 2.

Hierbij kan bijvoorbeeld gekozen worden voor een soort van cascade of meesterknecht-regeling, waarbij de regeling van de waterspiegel 9 in de klok 3 de meester-regeling betreft en de regeling van de geprofileerde elementen 11 de knecht-regeling.

Door het toerental van de generatorgroep 17 constant te houden zal de elektrische stroomproductie door de generator 19 zo optimaal mogelijk gebeuren zonder dat er extra bijkomende middelen, met bijhorende verliezen in het gegenereerde vermogen, nodig zijn om het toerental van de as 21 van de generator 19 constant te houden ondanks het wisselende toerental van het schoepenrad 13.

Bij voorkeur echter wordt er, om het toerental van de generatorgroep 17 constant te houden, enkel gebruik gemaakt van de regeling van de geprofileerde elementen 11.

De regeling van de waterspiegel 9 in de klok 3, door middel van de persluchtinstallatie 6, wordt gebruikt om ervoor te zorgen dat de wrijving in de lagers 15 waarmee de as 14 van het schoepenrad 13 in de behuizing 3 is gelagerd minimaal of zo goed als minimaal is.

Immers, door het zelfdrijvend karakter, kan er voor gezorgd worden dat het schoepenrad 13 geen kracht uitoefent op de lagers 15 door zijn gewicht. Dit kan gerealiseerd worden door de hoogte B van de waterspiegel 9 in de klok 3 geschikt te kiezen.

Hierdoor kan de wrijvingskracht in de lagers 15 geminimaliseerd worden, waardoor er geen (wrijvings)verliezen zullen optreden en de energieomzetting zo efficiënt mogelijk kan gebeuren.

Door de combinatie van beide regelingen, namelijk het regelen van de geprofileerde elementen 11 om het toerental van de generator 19 constant te houden en het regelen van de waterspiegel 9 om de wrijvingsverliezen minimaal te houden, zullen er slechts zeer minimaal verliezen optreden.

De inrichting 1 volgens de uitvinding zal hierdoor een hoger rendement hebben dan klassieke inrichtingen die deze regelingen niet bezitten.

In een praktische uitvoeringsvorm, zijn er sensoren voorzien die de wrijvingskracht in de lagers 15 bepalen en wordt de hoogte B van de waterspiegel 9 in de klok 3 geregeld op basis van de bepaalde wrijvingskracht.

Het uitgangssignaal van deze sensoren kan bijvoorbeeld gekoppeld zijn aan de sturing van de persluchtinstallatie 6.

Bijkomend kunnen er ook sensoren voorzien zijn die het toerental van de minstens één generatorgroep 17 en/of van het schoepenrad 13 bepalen en dat op basis van het bepaalde de geprofileerde elementen 11 worden aangestuurd zodat het toerental van de generatorgroep 17 constant is.

Bij de regeling van de hoogte B van de waterspiegel 9 in de klok 3, wordt er bij voorkeur voor gezorgd dat de as 14 van het schoepenrad 13 boven het niveau van de waterspiegel 9 in de klok 3 ligt.

Dit heeft als voordeel dat de afdichtingen, lagers, ... rond de as 14 of de generatorgroepen 17 niet voorzien moeten worden van speciale voorzieningen om schade door het water te voorkomen.

In figuur 4 is een variant weergegeven van de inrichting 1 volgens de uitvinding, waarbij in dit geval meerdere schoepenraderen 13 zijn aangebracht in de behuizing 3, waarbij de schoepenraderen 13 met hun assen 14 evenwijdig aan elkaar en ten opzichte van de stromingsrichting achter elkaar geplaatst zijn.

Door het toepassen van meerdere schoepenraderen 13 zal meer elektrische energie opgewekt kunnen worden.

Bij voorkeur wordt de hoogte B van de waterspiegel 9 zodanig geregeld dat de gemiddelde wrijving in de lagers 15 van de meerdere schoepenraderen 13 minimaal of zo goed als minimaal is.

Dit zal ervoor zorgen dat het totale vermogen geproduceerd door alle generatorgroepen 17 samen optimaal is.

In figuur 5 is nog een andere variant weergegeven van een inrichting 1 volgens de uitvinding, waarbij in dit geval de behuizing 3 op een hoogte Δ boven de bodem 5 van de getijdenrivier 2, estuarium of dergelijke wordt gehouden door middel van een vlottende of drijvende structuur 27 waar de behuizing is ingebouwd.

In dit geval betreft de vlottende structuur 27 een schip, dat een oud afgedankt schip kan zijn dat voor deze toepassing gerecupereerd wordt of een nieuw schip dat speciaal hiervoor ontworpen is.

Bovendien zijn in dit geval meerdere behuizingen 3 voorzien, waarbij in elke behuizing 3 een schoepenrad 13 is aangebracht, waarbij de schoepenraderen 13 met hun assen 14 evenwijdig aan elkaar en ten opzichte van de stromingsrichting achter elkaar geplaatst zijn en waarbij in elke behuizing 3 afzonderlijk de hoogte B van de waterspiegel 9 in de betreffende klok 3 geregeld kan worden zodat voor elk schoepenrad 13 de wrijving in de lagers 15 minimaal of zo goed als minimaal is.

In dit geval is elke behuizing 3 eveneens voorzien van middelen 10 om de stroming te regelen, die elk afzonderlijk geregeld kunnen worden zodat de generatorgroepen 17 van elk schoepenrad 13 met een constant toerental aangedreven kunnen worden. Deze middelen 10 nemen in dit geval de vorm aan van vlakke platen.

Het is duidelijk dat, alhoewel in de hierboven beschreven uitvoeringsvormen de middelen 10 om de stroming van de rivier, het estuarium of dergelijke onder de open bodem 4 van de klok 3 ter hoogte van het schoepenrad 13 te regelen uitgevoerd zijn onder de vorm van geprofileerde elementen 11 of vlakke platen, deze middelen 10 in alle uitvoeringsvormen ook op een andere manier uitgevoerd kunnen worden.

De middelen 10 kunnen bijvoorbeeld in het geval van figuur 5 uitgevoerd worden als een klep die scharnierbaar aan de onderzijde van de romp van het schip is bevestigd, ter plaatse van de behuizing 3. Een andere mogelijkheid bestaat erin om aan de onderzijde van het schip een schot te voorzien dat kan neergelaten worden.

Door het scharnieren van de klep of het optrekken of neerlaten van het schot kan de stroming ter plaatse van de open bodem 4 van de behuizing 3 geregeld worden.

Het is eveneens duidelijk dat alhoewel in de hierboven .beschreven uitvoeringsvormen de generatorgroep 17 voorzien is van een vrijwiel 22 dat in de ene richting een vrije verdraaiing toelaat en in de andere richting een draaivaste koppeling vormt tussen de as 14 van het schoepenrad 13 en. de ingaande aandrijfas 20a van de transmissie 18, het ook mogelijk is dat de generatorgroepen 17 een transmissie 18 bevatten tussen de generator 19 en de as 14 van het schoepenrad 13 welke transmissie 18 een mechanisme bevat om de draairichting van de as 21 van de generator 19 om te draaien ten opzichte van het schoepenrad 13 om ervoor te zorgen dat de generator 19 steeds in dezelfde draairichting wordt aangedreven ongeacht de draairichting van het schoepenrad 13.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een inrichting 1 voor het opwekken van hydro-elektrische energie volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies.

1. - Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruikmakend van de stroming van een rivier (2), estuarium of dergelijke, welke inrichting een zelfdrijvend schoepenrad (13) bevat dat in twee richtingen vrij verdraaibaar is rond een as X-X' en minstens één elektrische generatorgroep (17) bevat waarvan de aandrijfas (20a) koppeloverdragend gekoppeld is aan de as (14) van het schoepenrad (13), daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van een volledig of minstens gedeeltelijk ondergedompelde behuizing (3) in de vorm van een klok (3) met open bodem (4) die zich op een hoogte (Ά) boven de bodem (5) van de rivier (2), estuarium of dergelijke bevindt waarvan de inwendige ruimte (7) onder druk is geplaatst om de hoogte (B) van de waterspiegel (9) in de klok (3) te regelen en waarin het schoepenrad (13) roteerbaar is aangebracht door middel van lagers (15) of dergelijke met schoepen (.16) die onder de open bodem (4) uitsteken en dat de inrichting (1) voorzien is van middelen (10) om de stroming van de rivier (2), het estuarium of dergelijke onder de open bodem (4) van de klok (3) ter hoogte van het schoepenrad (13) te regelen, waarbij het toerental van de minstens één elektrische generatorgroep (17) constant wordt gehouden door de regeling van de hoogte (B) van de waterspiegel (9) in de klok (3) en/of door de regeling van de voornoemde middelen (10).
2. - Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat voor het constant houden van het toerental van de minstens één elektrische generatorgroep (17) gebruik wordt gemaakt van de voornoemde middelen (10) om de stroming van de rivier (2), het estuarium of dergelijke onder de open bodem (4) van de klok (3) ter hoogte van het schoepenrad (13) te regelen en dat de hoogte (B) van de waterspiegel (9) in de klok (3) wordt geregeld zodat de wrijving in de lagers (15) minimaal of zo goed als minimaal zijn.
3. - Inrichting volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat er sensoren voorzien zijn die de wrijvingskracht in de lagers (15) bepalen en dat op basis van de bepaalde wrijvingskracht de hoogte (B) van de waterspiegel (9) in de klok (3) wordt geregeld.
4. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde middelen (10) gevormd worden door een geprofileerd element (11) of plaat (11) ter plaatse van de open bodem (4) die onder een hoek (C) met de bodem (5) van de rivier (2), estuarium of dexgelijke is geplaatst, waarbij de hoek (C) en/of de vorm of kromming van de plaat (11) of het geprofileerd element (11) geregeld kan worden.
5. - Inrichting volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van sensoren die het toerental van de minstens één generatorgroep (17) en/of van het schoepenrad (13) bepalen en dat op basis van het bepaalde toerental de voornoemde middelen (10) worden geregeld zodat het toerental van de minstens één generatorgroep (17) constant is.
6. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 4 of 5, daardoor gekenmerkt dat wanneer de inrichting (1) in een getijdenrivier (2) of dergelijke wordt geplaatst er twee trechters (11) zijn, één in elke stroomrichting.
7, - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van middelen (6) om de druk in de inwendige ruimte (7) te kunnen aanpassen.
8, - Inrichting volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat de middelen (6) een persluchtinstallatie (6) omvatten waarvan de uitgang (8) is aangesloten op de voornoemde inwendige ruimte (7).
9. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de as (14) van het schoepenrad (13) boven het niveau van de waterspiegel (9) in de klok (3) ligt.
10. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat meerdere schoepenraderen (13) zijn aangebracht in de behuizing (3), waarbij de schoepenraderen (13) met hun assen (14) evenwijdig aan elkaar en ten opzichte van de stromingsrichting achter elkaar geplaatst zi jn.
11, - Inrichting volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat de hoogte (B) van de waterspiegel (9) in de klok (3) geregeld is zodat de gemiddelde wrijving in de lagers (15) van de meerdere schoepenraderen (13) minimaal of zo goed als minimaal is.
12. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van meerdere behuizingen (3), waarbij in elke behuizing (3) een schoepenrad (13) is aangebracht, waarbij de schoepenraderen (13) met hun assen (14) evenwijdig aan elkaar en ten opzichte van de stromingsrichting achter elkaar geplaatst zijn en waarbij in elke behuizing (3) afzonderlijk de hoogte (B) van de waterspiegel (9) in de betreffende klok (3) geregeld kan worden zodat voor elk schoepenrad (13) de wrijving in de lagers (15) minimaal of zo goed als minimaal is.
13. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de minstens één generatorgroep (17) een gelijkstroomgeneratorgroep is.
14. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat een generatorgroep (17) is voorzien aan weerszijden van het schoepenrad (13).
15. - Inrichting volgens conclusie 14, daardoor gekenmerkt dat de aandrijfas (20a) van minstens één generatorgroep (17) in een eerste draairichting meedraait met de as (14) van het schoepenrad (13) en in een andere tweede draairichting vrij verdraaibaar is en dat de aandrijfas (20a) van minstens één generatorgroep (17) in de eerste draairichting vrij verdraaibaar is en in de tweede draairichting meedraait met de as (14) van het schoepenrad (13) .
16. - Inrichting volgens conclusie 15, daardoor gekenmerkt dat de generatorgroep (17) een vrijwiel (22) bevat dat een vrije verdraaiing toelaat in één richting en een draaivaste koppeling vormt in de andere draairichting.
17, - Een reeks van inrichtingen volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij in een getijdenrivier (2) of estuarium worden geplaatst op een afstand van elkaar gezien in de stromingsrichting van de getijdenrivier (2) of het estuarium en over een zodanige afstand van de getijdenrivier (2) of het estuarium zijn verspreid dat steeds tenminste één inrichting (1) in een zone met stroming staat.