NL1016766C2 - Inrichting en werkwijze voor het benutten van golfenergie. - Google Patents

Description

Inrichting en werkwijze voor het benutten van golfenergie

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het benutten van golfenergie.

Dergelijke inrichtingen zijn in vele variëteiten bekend, waarbij sommige zich juist onder het zeeoppervlak be-5 vinden.

De onderhavige uitvinding beoogt een inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen welke in wezen ongevoelig is voor de richting waaruit de golven komen. Ook wordt beoogd een relatief lichte inrichting te verschaffen 10 die niettemin goed bestand is tegen de soms heersende zware belastingen.

Hiertoe wordt de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat deze een rotor bezit gekozen uit de groep bestaande uit een Darrieus rotor en een Well's rotor, welke 15 rotor is ingericht om ondergedompeld in een waterlichaam door golven te worden aangedreven.

Aanvraagster heeft gevonden dat de wisselende stromingen die zich in en rond een golf bevinden kunnen worden gebruikt voor het opwekken van energie door gebruik te maken 20 van een Darrieus rotor of een Well's rotor.

Het gebruik van een Darrieus rotor voor het opwekken van energie met behulp van waterkracht is bekend voor stromend water, maar niet voor het benutten van golf energie. Well's rotoren zijn bekend bij inrichtingen voor het benutten 25 van golfenergie (zie GB 2.250.321). Hierbij is aan een (steile) rotskust een door het zeeoppervlak afgesloten luchtkamer aanwezig en bevindt de Well's rotor zich in een met de atmosfeer in verbinding staand kanaal. Golfbewegingen in de kamer zorgen voor een heen-en-weergaande luchtstroom door het ka-30 naai als gevolg waarvan de Well's rotor gaat draaien.

Volgens een eerste belangrijke voorkeursuitvoering is de inrichting voorzien van zowel een Well's rotor als een Darrieus rotor, en vallen de draaiingsassen van de rotoren samen.

35 Aldus wordt bereikt dat de Darrieus rotor gemakke- lijker opstart wanneer deze na een periode van afwezigheid 1016766 2 van (voldoende sterke) golven stil staat. Verder worden de verschillende stromingsrichtingen in en rond golven doelmatiger benut, en kan derhalve meer golfenergie worden benut.

Volgens een zeer belangrijke voorkeursuitvoering 5 zijn turbinebladen van de Well's rotor distaai ten opzichte van de draaiingsas verbonden met bladen van de Darrieus rotor.

Aldus worden de bladen van de Well's rotor gebruikt als constructie-element voor de bladen van de Darrieus rotor. 10 In plaats van wrijving verhogende, niet aan energieopwekking bijdragende constructiedelen, worden thans dwarsarmen verschaft die bijdragen aan energieopwekking. Derhalve zijn bij voorkeur alle bladen van de Darrieus rotor verbonden met bladen van de Well's rotor.

15 Volgens een gunstige uitvoeringsvorm bezit de Darri eus rotor een spiraalsgewijs verlopend blad.

Aldus kunnen plotseling optredende grote krachten worden vermeden.

Ofschoon de inrichting kan worden gebruikt voor het 20 opwekken van mechanische energie, bijvoorbeeld door middel van drijfstangen of hydraulisch of pneumatisch, omvat de inrichting bij voorkeur een generator voor het opwekken van elektriciteit.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werk-25 wijze voor het benutten van golfenergie, onder gebruikmaking van een inrichting volgens de uitvinding, welke inrichting in een waterlichaam waarin op natuurlijke wijze golven ontstaan, wordt geplaatst.

Een dergelijk waterlichaam is in principe een zee of 30 oceaan, al is ook een al dan niet zoet binnenmeer waarin onder invloed van wind golven ontstaan geschikt.

Bij voorkeur staat de draaiingsas verticaal.

Hierdoor kan met de inrichting in de golven aanwezige golfenergie maximaal worden benut.

35 Bij voorkeur is de inrichting in hoogte verstelbaar en wordt deze afgeregeld op een hoogte zodanig dat alle rotorbladen zich onder het wateroppervlak van het waterlichaam bevinden.

1016766 - 3

Niet alleen kan op deze wijze worden bereikt dat de inrichting juist onder het wateroppervlak (waar de meeste golfenergie aanwezig is) worden gebracht en voor eventuele getijdewerking kan worden gecorrigeerd, doch ingeval van 5 storm kan de inrichting verder onder het wateroppervlak worden gebracht waardoor deze niet wordt beschadigd en onverminderd energie kan opwekken.

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van het navolgende uitvoeringsvoorbeeld en de tekening, waarin 10 fig· 1 een inrichting volgens de uitvinding toont welke een Well's rotor en een Darrieus rotor bezit; fig. 2 een dwarsdoorsnede door de inrichting van fig. 1 langs lijn II-II toont; fig. 3 een detail van de in fig. l weergegeven in-15 richting toont, waarbij een Well’s rotorblad eindstandig is verbonden met een Darrieus rotorblad.

fig. 4 a-c een drietal alternatieve uitvoeringen tonen van een combinatie van een Well's rotor en een Darrieus rotor; en 20 fig. 5 een drijvende inrichting volgens de uitvin ding toont.

In fig. 1 is een inrichting 1 weergegeven welke een in de zeebodem A aangebrachte paal 2 omvat waarlangs, bijvoorbeeld langs hydraulische weg, een samenstel 4 van rotor-25 bladen kan worden bewogen. Het samenstel 4 kan draaien om een draaiingsas die samenvalt met de hartlijn door de paal 2. Het samenstel 4 omvat 4 Darrieus rotorbladen 5 (5', 5'' en 5''' zijn zichtbaar; 5'''' bevindt zich achter de paal) en 4 Well's rotorbladen 6 (6' en 6'' zijn zichtbaar, 6''' en 6'''' 30 zijn niet te zien). De Well's rotorbladen 6 zijn in de weergegeven uitvoeringsvorm horizontaal geplaatst, doch dit is niet vereist. De Well's rotorbladen 6 kunnen ook onder een hoek, zowel naar boven als naar beneden zijn geplaatst. In de weergegeven uitvoeringsvorm zijn de Darrieus rotorbladen 5 35 loodrecht op de zeebodem A geplaatst, doch dit is niet noodzakelijk. De Darrieus rotorbladen 5 kunnen ook een zodanige hoek met de draaiingsas hebben dat het bestreken omwentel-lingsvlak een kegelvorm heeft. Voor het verminderen van piek- 101 6766 ’ 4 ! ! belastingen op de Darrieus rotorbladen 5 kunnen deze, voor een paar Darrieus rotorbladen 5 bezien vanuit de hartlijn door de Well's rotorbladen 6 waarmee zij verbonden zijn, ten opzichte van de rotorbladen 6 zijn gedraaid. In fig. 1 is te-5 vens een onderhoudsplatform afgebeeld dat voor de uitvinding zelf niet van belang is.

Fig. 2 toont een dwarsdoorsnede langs lijn II-II in fig. 1. Te zien zijn de Well's rotorbladen 6'-6'''' alsmede doorsneden door de Darrieus rotorbladen 5'-5Zoals in 10 fig. 2 weergegeven draait het samenstel 4 tegen de klok in.

De Well's rotorbladen 6 zijn nabij de voorzijde ervan dikker dan aan de achterzijde (fig. 3). Binnen het kader van de onderhavige uitvinding is het ook mogelijk dat Darrieus rotorbladen 5 zijn verbonden middels een arm die slechts onder of 15 boven een vleugelprofiel bezitten, waarbij in een dergelijk geval bij voorkeur zowel ten minste een arm aanwezig is met aan de bovenzijde een vleugelprofiel als ten minste een arm met aan de onderzijde een vleugelprofiel (niet weergegeven). Het verdient echter voor een optimale energie-opbrengst de 20 voorkeur als elke arm zowel boven als onder een vleugelpro-fiel bezit.

Voor het verkrijgen van een stevige constructie kunnen de Darrieus rotorbladen 5 en de Well's rotorbladen 6 een raamwerk vormen, dat bijvoorbeeld de vorm van een rechthoek 25 heeft (Fig. 4a).

Voor het vermijden van piekbelastingen kunnen de Darrieus rotorbladen ook een spiraalvorm hebben (met de draaiingsas als virtueel middelpunt. Zie fig. 4b).

Ofschoon de uitvinding is beschreven onder verwij-30 zing naar enkele specifieke uitvoeringsvormen, is het voor de ter zake kundige duidelijk dat binnen het kader van de bijgaande conclusies diverse varianten mogelijk zijn. Zo kan het aantal rotorbladen 5, 6 worden gevarieerd. Bij een raamcon-structie kunnen desgewenst twee keer zoveel Darrieus rotor-35 bladen zijn voorzien dan Well's rotorbladen (fig. 4c). De Well's rotorbladen kunnen ook schuin worden geplaatst (fig. 4a), waardoor een mechanisch sterker belastbare frame wordt verkregen. Voor het op een geschikte, nabij het zee-oppervlak 1 0 1 878 6^ 5 B houden van de inrichting, kan gebruik worden gemaakt van een aan een of meer drijflichamen 7 bevestigde inrichting. Wanneer wordt gebruikt van een paal kan gebruik worden gemaakt van een mastpaal voor een op zee geplaatste windmolen.

1016766^

Claims (10)

1. Inrichting voor het benutten van golfenergie, met het kenmerk, dat de inrichting een rotor bezit gekozen uit de groep bestaande uit een Darrieus rotor en een Well's rotor, welke rotor is ingericht om ondergedompeld in een waterli- 5 chaam door golven te worden aangedreven.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een Well's rotor waarvan de draaiingsas samenvalt met de draaiingsas van de Darrieus rotor .

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het ken merk, dat distaai ten opzichte van de draaiingsas turbinebla-den van de Well's rotor zijn verbonden met bladen van de Darrieus rotor.

4. Inrichting volgens conclusie 2 of 3, met het ken- 15 merk, dat de inrichting twee Well's rotors omvat, waarbij van beide Well's rotors distaai bladen zijn verbonden met bladen van de Darrieus rotor.

5. Inrichting volgens een van de conclusies 2 tot 4, met het kenmerk, dat alle bladen van de Darrieus rotor zijn 20 verbonden met bladen van de Well's rotor.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de Darrieus rotor een spiraal-gewijs verlopend blad bezit.

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, 25 met het kenmerk, dat de inrichting een generator omvat voor het opwekken van elektriciteit.

8. Werkwijze voor het benutten van golfenergie, met het kenmerk, dat een inrichting volgens een van de conclusies 1 tot 8 in een waterlichaam waarin op natuurlijke wijze gol- 30 ven ontstaan wordt geplaatst.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de draaiingsas verticaal staat.

10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat deze in hoogte verstelbaar is en wordt afgeregeld 35 op een hoogte zodanig dat alle rotorbladen zich onder het wa- 101 6765'’ teroppervlak van het waterlichaam bevinden. H0167?~