NL1032250C2

NL1032250C2 - Energiegenerator.

Info

Publication number: NL1032250C2
Application number: NL1032250A
Authority: NL
Inventors: Paul William Henry Van Markus
Original assignee: Paul William Henry Van Markus
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-01-29
Also published as: WO2008013445A1

Description

Energiegenerator

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 energiegenerator. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een energiegenerator, die wordt aangedreven door een fluïdum, zoals een gas, in het bijzonder lucht, of een vloeistof, in het bijzonder water. Onder "energiegenerator" wordt in dit verband verstaan een in-10 richting waarmee een aangevoerde energie kan worden omgezet in een andere energievorm, bijvoorbeeld stroming in mechanische energie en/of elektrische energie, maar ook omgekeerd.

Van oudsher zijn windmolens en watermolens bekend.

15 Terwijl watermolens door de eeuwen heen vrijwel onveranderd zijn gebleven, hebben zich bij de windmolens de laatste decennia ontwikkelingen voorgedaan. De huidige windmolens, vaak in windmolenparken, hebben gebruikelijk twee of drie propellerachtige bladen. Van deze heeft het veelbla-20 dige Amerikaanse type een vermogenscoëfficiënt Cp van ongeveer 30%, het tweebladige type met een Cp van ongeveer 45% terwijl het rendement voor een ideale windmolen met propellers naar de 60% loopt.

Ze worden gebruikt voor het opwekken van elektrische 25 of mechanische energie.

Een verbetering van dat algemeen gebruikte type wordt beschreven in RU-A-2.164.624. Daarin is sprake van een windmolen met een verticale centrale as en twee rechthoekige bladen, die elk om hun eigen as kunnen draaien en die 30 op gelijke afstand van de verticale draaias staan. De breedte van elk blad is gelijk aan twee keer de afstand tussen de rand van de centrale as en de eigen as, terwijl de hoek tussen het vlak van de bladen 90° bedraagt. Het 10 32 250 .

2 draaien van de bladen om hun eigen as geschiedt met behulp van een tandwiel en ketting aandrijving. Door deze opstelling wordt een aanmerkelijk hoger rendement verkregen. Theoretisch kan dat tot 67% bedragen, aangezien de bladen 5 samen steeds 2/3 van het totale oppervlak afdekken. In de praktijk zal dat iets minder zijn omdat de bladen niet tegen de centrale as mogen komen.

De onderhavige uitvinding verschaft nu een verbetering van dit laatstgenoemde principe. De uitvinding be-10 treft een energie generator met een rechthoekig raam, waarvan de boven en onderkant, respectievelijk linker en rechter kant, de as vormen van twee rechthoekige bladen die onder een hoek van 90° met elkaar staan en de bladen door middel van een ketting of tandwielaandrijving bij 15 draaien van het raam over 360° om een as evenwijdig met de draaias van de bladen, een omwenteling over 180° maken. In dit verband wordt onder een "rechthoekig raam" naast een reëel raam ook verstaan een imaginair raam, zoals dat bijvoorbeeld ontstaat als de bladen niet op een as worden 20 aangebracht, maar aan de tegenover elkaar liggende zijden voorzien zijn van ophangpunten, die passen in daarop passende elementen van het resterende kader van het raam.

Door deze opstelling is het mogelijk bij maximale benutting van de beschikbare ruimte voor het bladoppervlak een 25 beschikbaar bladoppervlak te verkrijgen, dat V2 groter is dan volgens de bekende inrichtingen maximaal mogelijk is, waardoor een maximaal rendement kan worden verkregen dat ongeveer 40% groter is dan het tot nu toe hoogst mogelijke rendement, ofwel een rendement van ongeveer 83%.

30 Zo heeft de uitvinding betrekking op een energiegene- rator, voorzien van een rechthoekig raam, dat vrij draaibaar is, met twee om hun eigen as draaibare bladen op gelijke afstand van de imaginaire centrale as.

3

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een dergelijke energiegenerator, waarbij de maximale breedte van elk blad bij een afstand a van de as van het blad tot de imaginaire as van het rechthoekige raam 2aV2 5 bedraagt.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een dergelijke energiegenerator, waarin de bladen door een aandrijfmechanisme in een onderling gelijke hoek worden gehouden, bij voorkeur een hoek van 90°.

10 De energiegenerator kan worden gebruikt voor het op wekken van elektrische of mechanische energie, bijvoorbeeld als windmolen of watermolen, maar kan ook omgekeerd mechanisch of door stroom worden aangedreven, waarbij de bladen dienen om een gas of vloeistof te verplaatsen, bij-15 voorbeeld voor het aandrijven van een boot.

In dergelijke energiegenerator worden de bladen niet alleen door een daarvoor geschikt, op zichzelf bekend aandrijfmechanisme (niet in de tekeningen weergegeven) in een onderling gelijke positie gehouden, maar bovendien be-20 draagt de verhouding van het aantal omwentelingen van het rechthoekige raam om zijn imaginaire as tot het aantal omwentelingen van de bladen om hun as 2:1.

De energiegenerator volgens de uitvinding wordt bij voorkeur gebruikt als windmolen. Daarbij kunnen twee of 25 meer dergelijke eenheden worden gecombineerd, waardoor het mogelijk is meer energie op te wekken op een beperkt oppervlak dan anders mogelijk zou zijn.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin 30 Fig.l een stand van de bladen laat zien bij aanstro mend medium (lucht, water) in de richting van de pijlen,

Fig.2 een ongeveer 22,5° gedraaide stand van de bladen ten opzichte van die in Fig.l, 4

Fig.3 een ongeveer 45° gedraaide stand van de bladen, ten opzichte van die in Fig.l,

Fig.4 een ongeveer 67,5° gedraaide stand van de bladen, ten opzichte van die in Fig.l, 5 Fig.5 een ophanging van een eenheid zoals weergegeven in Fig.1-4, waardoor de eenheid bij overschrijden van een bepaalde snelheid enigszins uit de stromingrichting wordt weggedraaid ter voorkoming van overbelasting, en

Fig.6 een combinatieopstelling toont van twee eenhe-10 den, die zich zelfstandig op de wind instelt.

Fig.l toont de bladen Dl en D2 in de beginstand. Onder druk van de wind wordt blad Dl tegen de wijzers van de klok in weggedrukt. Beide bladen zijn opgenomen in een rechthoekig raam met draaipunten zoals nader aangegeven in 15 Fig.5, terwijl het raam zelf ook draaipunten heeft zoals nader aangegeven in Fig.5,

Fig.2 toont de beide bladen Dl en D2 in een stand waarin het rechthoekige raam over ongeveer 45° is gedraaid en de bladen elk ongeveer 22,5° ten opzichte van de stand 20 in Fig.l,

Fig.3 toont de beide bladen Dl en D2 in een stand waarin het rechthoekige raam over ongeveer 90° is gedraaid en de bladen elk ongeveer 45° ten opzichte van de stand in Fig.l, waarbij ze bijna sluitend loodrecht op elkaar 25 staan, en

Fig.4 toont de beide bladen Dl en D2 in een stand, waarin het rechthoekige raam over ongeveer 135° is gedraaid en de bladen elke ongeveer 67,5° ten opzichte van de stand van Fig.l.

30 Fig.5 toont een energiegenerator met rechthoekige

bladen Dl en D2, die in de punten A deel uitmaken van een rechthoek met draaipunten B. De draaipunten B zijn desgewenst opgenomen in een rechthoek die bij de draaipunten C

5 kan draaien om bij te hoge windsterkte de energie generator zover uit de wind te draaien dat nog steeds het optimale rendement wordt behaald.

Fig.6 toont een combinatie van twee energiegenerato-5 ren zoals weergegeven in Fig.5 waarbij de draaipunten B zijn opgenomen in enerzijds een rechthoek BBBB en anderzijds twee rechthoeken BBCC. Door de draaipunten CC stelt de combinatie zich steeds in de optimale positie ten opzichte van de opvallende wind.

10 Door gebruik te maken van draaipunten in plaats van bevestiging aan een starre as, wordt het zeer eenvoudig om desgewenst onderdelen tussen draaipunten te vervangen. Daardoor is de energiegenerator volgens de uitvinding tevens geschikt voor hydrodynamische toepassingen, zoals 15 bijvoorbeeld stroomopwekking door middel van getijde energie .

De rechthoekige bladen kunnen uit elk voldoende duurzaam materiaal bestaan. Bij voorkeur wordt een geschikt metaal, geschikte metaallegering of geschikte kunststof 20 gebruikt. Desgewenst kan de rechthoek ook bespannen zijn met een in hoofdzaak niet-winddoorlatend doek, zoals zeildoek.

De energiegenerator kan zowel in een verticaal als in een horizontaal vlak draaien, maar desgewenst ook in elke 25 tussengelegen stand. De voorkeur gaat uit naar de horizontale stand omdat daarbij de minste externe belemmeringen optreden.

Het zal de vakman duidelijk zijn dat allerlei variaties op het bovenstaande denkbaar zijn zonder daarbij bui-30 ten het kader van de uitvinding te treden.

1 0 32 250ü

Claims

1. Energiegenerator, voorzien van een rechthoekig 5 raam, dat vrij draaibaar is, met twee om hun eigen as draaibare bladen op gelijke afstand van de imaginaire centrale as.

2. Energiegenerator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bladbreedte of bladlengte tot een factor 2i2 10 keer de afstand van de bladas tot de imaginaire centrale as bedraagt.

3. Energiegenerator volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de bladen door een aandrijfmechanisme in een onderling gelijke hoek worden gehouden.

4. Energiegenerator volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bladen onder een onderlinge hoek van 90° staan.

5. Energiegenerator volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verhouding van het 20 aantal omwentelingen van het rechthoekige raam om zijn imaginaire as tot het aantal omwentelingen van de bladen om hun as 2:1 is.

6. Windmolen volgens een van de voorgaaande conclusies, met het kenmerk, dat deze is samengesteld uit recht- 25 hoekige bladen Dl en D2, elk in het midden van twee tegenover elkaar gelegen zijden voorzien van draaipunten A, in een rechthoekig raam waarvan de imaginaire assen AA deel uitmaken, welk rechthoekig raam, in het midden van twee tegenover elkaar gelegen zijden overeenkomend met die van 30 de rechthoekige bladen Dl en D2, is voorzien van draaipunten B, waarbij de rechthoekige bladen Dl en D2 over 180° draaien bij een volledige omwenteling van het rechthoekige raam over 360° volgens een op zichzelf bekend aandrijfme- 1032250 . 2 chanisme.

7. Watermolen volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze is samengesteld uit rechthoekige bladen Dl en D2, elk in het midden van twee tegen- 5 over elkaar gelegen zijden voorzien van draaipunten A, in een rechthoekig raam waarvan de imaginaire assen AA deel uitmaken, welk rechthoekig raam, in het midden van twee tegenover elkaar gelegen zijden overeenkomend met die van de rechthoekige bladen Dl en D2, is voorzien van draaipun-10 ten B, waarbij de rechthoekige bladen Dl en D2 over 180° draaien bij een volledige omwenteling van het rechthoekige raam over 360° volgens een op zichzelf bekend aandrijfmechanisme .

8. Energiegenerator volgens een van de voorgaande 15 conclusies, met het kenmerk, dat deze met de draaipunten BB is opgenomen in een rechthoekig raam, dat op zijn beurt draaibaar is om een as CC.

9. Energiegenerator volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat twee energiegeneratoren 20 naast elkaar zijn gekoppeld in een rechthoekig raam BBBB en de beide imaginaire draaiassen BB elk via een rechthoekig raam BBCC gekoppeld zijn met een gezamenlijke as CC.

10. Energiegenerator volgens een van de conclusies 1 tot 8, met het kenmerk, dat deze in omgekeerde richting 25 draaiend wordt gebruikt voor aandrijving. - o - o - o - 1032250.