NL2005540C2

NL2005540C2 - DEVICE AND METHOD FOR EXCHANGING ENERGY WITH A FLUID.

Info

Publication number: NL2005540C2
Application number: NL2005540A
Authority: NL
Inventors: Albert Bakker; Gert Van Veldhuizen
Original assignee: Stichting S & O Patenten
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-04-19
Also published as: WO2012067501A1

Description

INRICHTING EN WERKWIJZE VOOR HET UITWISSELEN VAN ENERGIE METDEVICE AND METHOD FOR EXCHANGING ENERGY WITH

EEN FLUÏDUMA FLUID

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting 5 waarmee energie uitgewisseld kan worden met een fluïdum. Een dergelijk fluïdum heeft betrekking op bijvoorbeeld water of lucht. Onder het uitwisselen van energie wordt in het kader van de onderhavige aanvrage onder meer het opwekken van windenergie of waterkracht, als ook realiseren van een 10 luchtdrukverhoging verstaan.The invention relates to a device 5 with which energy can be exchanged with a fluid. Such a fluid relates to, for example, water or air. In the context of the present application, exchanging energy is understood to mean, inter alia, the generation of wind energy or hydropower, as well as the realization of an increase in air pressure.

Uit de praktijk zijn diverse inrichtingen bekend voor het uitwisselen van energie. Voorbeelden hiervan hebben onder meer betrekking op windmolens. De meeste in de praktijk voorkomende windmolens hebben een centrale as 15 waarop een, twee of drie wieken of vleugels zijn aangebracht die in rotatie worden gebracht rond de as ten gevolge van de windkracht. Deze vleugels worden recht tegen de wind in gezet, waarna de wind de vleugels in beweging zet. De uit de praktijk bekende windmolens vertonen hierbij een aantal 20 problemen, onder meer betreffende de efficiëntie van de energieomzetting, waarbij de windenergie slechts ten dele wordt benut, als ook het relatief beperkte toepassingsgebied met betrekking tot de bruikbare windkracht.Various devices for exchanging energy are known from practice. Examples of these include windmills. Most windmills that occur in practice have a central axis 15 on which one, two or three blades or wings are arranged which are rotated around the axis due to the wind force. These wings are set straight against the wind, after which the wind sets the wings in motion. The windmills known from practice present a number of problems here, inter alia concerning the efficiency of the energy conversion, wherein the wind energy is only partially utilized, as well as the relatively limited field of application with regard to the usable wind force.

Een doel van de uitvinding is bovenstaande problemen 25 tegen te gaan en te komen tot een effectieve en efficiënte inrichting voor het uitwisselen van energie met behulp van een fluïdum.An object of the invention is to counteract the above problems and to arrive at an effective and efficient device for exchanging energy with the aid of a fluid.

Dit doel wordt bereikt met de inrichting voor het uitwisselen van energie met een fluïdum, de inrichting 30 omvattende: - een as; - een rond de as aangebrachte behuizing; 2 - een aantal rond de as roteerbare en binnen de behuizing aangebrachte spiraalvormige bladen.This object is achieved with the device for exchanging energy with a fluid, the device comprising: a shaft; - a housing arranged around the shaft; 2 - a number of spiral blades rotatable about the axis and arranged within the housing.

Onder een fluïdum wordt onder meer wind en water verstaan. In geval van energieopwekking, dat wil zeggen 5 overdracht van energie vanaf het fluïdum, is hierbij in geval van wind sprake van een windmolen en in geval van water van een turbine. In geval van overdracht van energie van de inrichting naar het fluïdum is in geval van wind sprake van een compressor.A fluid is understood to include wind and water. In the case of energy generation, that is, transfer of energy from the fluid, this is in the case of wind a windmill and in the case of water a turbine. In the case of transfer of energy from the device to the fluid, in the case of wind there is a compressor.

10 Het aantal roteerbare rond de as voorziene bladen bedraagt één of meer, en bij voorkeur drie in een momenteel geprefereerde voorkeursuitvoeringsvorm.The number of rotatable blades provided around the axis is one or more, and preferably three, in a presently preferred preferred embodiment.

Onder een spiraal wordt in het kader van de aanvrage een kromme lijn verstaan die slingert rond de as en waarbij 15 de lijn tot dezelfde afstand tot de as blijft, of eventueel een toenemende of afnemende afstand tot de as vertooond.In the context of the application, a spiral is understood to mean a curved line that winds around the axis and wherein the line remains at the same distance from the axis, or possibly shows an increasing or decreasing distance from the axis.

Door het gebruik van spiraalvormige bladen, die daarmee een soort wokkelvorm creëren die roteerbaar is rond een as, wordt fluïdum, zoals lucht, als het ware via de bladen 20 geleid door de behuizing. De behuizing, waarbinnen de bladen in gebruik roteren, houdt de lucht in hoofdzaak in het bereik van de bladen. Hierdoor drukt de lucht of wind over het gehele oppervlak van het blad tegen dit blad, dat wil zeggen over de hele lengte daarvan. Hiermee wordt 25 bewerkstelligd dat een goede en zo volledig mogelijke overdracht van energie vanuit de wind naar het blad wordt gerealiseerd, waarbij de wind de kromming rond de as van het blad volgt. Het effect hiervan is dat de energieoverdracht vollediger wordt gerealiseerd.By using spiral blades, which thereby create a kind of wobble shape that is rotatable about an axis, fluid, such as air, is guided through the housing via the blades 20. The housing, within which the blades rotate in use, keeps the air substantially in the range of the blades. As a result, the air or wind presses against this leaf over the entire surface of the leaf, that is to say over its entire length. Hereby is achieved that a good and as complete as possible transfer of energy from the wind to the blade is realized, wherein the wind follows the curvature about the axis of the blade. The effect of this is that the energy transfer is more fully realized.

30 Een bijkomend voordeel hiervan is dat reeds bij lagere windsnelheden de bladen in beweging gezet kunnen worden en energie gewonnen kan worden. Hiermee samenhangend is het ook mogelijk om de inrichting op beperkte hoogte op zinvolle 3 wijze te gebruiken. Hiermee worden hoge masten of staanders vermeden. Dit resulteert in een kosteneffectieve inrichting volgens de uitvinding.An additional advantage of this is that even at lower wind speeds the blades can be set in motion and energy can be gained. Related to this, it is also possible to use the device in a meaningful manner at a limited height. High masts or uprights are hereby avoided. This results in a cost-effective device according to the invention.

Bijkomend geldt verder dat door de effectievere 5 energieoverdracht er een relatief zware generator gekoppeld kan worden, in geval dat de inrichting volgens de uitvinding een windmolen betreft. Hiermee kan de energieopbrengst verder worden vergroot. Een verrassenderwijs verder bijkomend voordeel heeft betrekking op de geluidsreductie 10 die wordt gerealiseerd. Een mogelijke verklaring hiervoor is bijvoorbeeld dat het fluïdum wordt geleid langs de bladen, zodanig dat de geluidsproductie beperkt blijft.Furthermore, it also holds that due to the more effective energy transfer, a relatively heavy generator can be coupled, in the case that the device according to the invention concerns a windmill. This allows the energy yield to be further increased. A surprisingly further additional advantage relates to the noise reduction 10 that is realized. A possible explanation for this is, for example, that the fluid is guided along the blades, such that the noise production remains limited.

Bij voorkeur is de as in gebruik in hoofdzaak horizontaal geplaatst. Op deze wijze kan het fluïdum 15 horizontaal langs de spiraalvormige bladen worden geleid. Verrassenderwijs is gebleken dat door deze horizontale opstelling van de centrale as, en de daarmee gepaard gaande horizontale opstelling van het samenstel van spiraalvormige bladen, een gunstige energieoverdracht plaats kan vinden.In use, the shaft is preferably placed substantially horizontally. In this way the fluid 15 can be guided horizontally along the spiral blades. It has surprisingly been found that this horizontal arrangement of the central axis, and the associated horizontal arrangement of the assembly of spiral blades, can result in a favorable energy transfer.

20 Bij voorkeur is de lengte van de bladen in de doorstroomrichting van de behuizing groter dan de diameter van het doorstroomoppervlak van deze behuizing. Hiermee wordt bewerkstelligd dat het fluïdum over een relatief grote lengte wordt geleid langs de bladen van de inrichting. In 25 geval van een toepassing van de inrichting als windmolen wordt in vergelijking met conventionele windmolens, waarbij het fluïdum stroomt tegen en langs een wiek of vleugel, het fluïdum met de inrichting volgens de uitvinding juist geleid door de behuizing heen waarmee een soort tunneleffect wordt 30 gerealiseerd. Het is gebleken dat hiermee de energie op effectievere wijze kan worden overgedragen, onder meer van het fluïdum naar de inrichting toe ten behoeve van het opwekken van energie.Preferably, the length of the blades in the flow direction of the housing is greater than the diameter of the flow surface of this housing. This ensures that the fluid is guided over a relatively large length along the blades of the device. In the case of an application of the device as a windmill, in comparison with conventional windmills, in which the fluid flows against and along a wick or wing, the fluid with the device according to the invention is precisely guided through the housing, thereby creating a kind of tunnel effect. realised. It has been found that with this the energy can be transferred more effectively, inter alia from the fluid to the device for the purpose of generating energy.

44

De inrichting volgens de uitvinding heeft diverse toepassingen. Een mogelijke toepassing betreft een windmolen waarbij energie uit de wind wordt gebruikt om de bladen in beweging te zetten en ten gevolge van deze rotatiebeweging 5 energie op te wekken met behulp van een generator die is verbonden aan de inrichting. In een andere mogelijke toepassing worden de bladen juist aangedreven door een extern bron en wordt de lucht door de bladen geleid waarbij een compressie wordt bewerkstelligd. Een dergelijke 10 compressie wordt gerealiseerd door een specifieke vormgeving van de bladen waarbij bij voorkeur gebruik wordt gemaakt van een kleinere uitstroomopening dan een instroomopening. Het is gebleken dat hiermee op effectieve wijze een compressie bewerkstelligd kan worden.The device according to the invention has various applications. A possible application relates to a windmill in which energy from the wind is used to set the blades in motion and to generate energy as a result of this rotational movement with the aid of a generator connected to the device. In another possible application, the blades are just driven by an external source and the air is passed through the blades thereby effecting a compression. Such a compression is realized by a specific design of the blades, wherein use is preferably made of a smaller outflow opening than an inflow opening. It has been found that a compression can be effectively achieved with this.

15 In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding zijn de spiraalvormige bladen in hoofdzaak van een helix-vorm voorzien.In an advantageous preferred embodiment according to the present invention, the spiral blades are substantially provided with a helix shape.

Door toepassing van een helix vorm is gebleken dat de energieoverdracht verder verbeterd kan worden. Een 20 dergelijke helix-vorm betreft een schroeflijn, welke een speciale vorm is van een driedimensionale spiraal met een in hoofdzaak constante straal en spoed. Een dergelijke helix kan linksom- en rechtsomdraaiend worden voorzien. De keuze hiervoor hangt verder af van de specifieke wensen van de 25 procesinstallatie.By applying a helix form, it has been found that energy transfer can be further improved. Such a helix shape relates to a helix, which is a special shape of a three-dimensional spiral with a substantially constant radius and pitch. Such a helix can be provided to the left and to the right. The choice for this also depends on the specific wishes of the process installation.

In een verdere voordelige voorkeursuitvoeringsvorm is aan de uiteinden van de bladen een bolvormig element voorzien. Door het voorzien van een bolvormig element aan het uiteinde van een blad wordt een effectieve 30 energieoverdracht bewerkstelligd. In geval van overdracht van energie van het fluïdum naar de inrichting, zoals bij een windmolen, worden de bolvormige elementen bij voorkeur aan de uitgangszijden van de inrichting voorzien. Hiermee 5 wordt bewerkstelligd dat lucht de behuizing intreedt aan de ingangszijde en vervolgens door de bladen wordt geleid naar het uiteinde van de behuizing, waar zich de uitgangszijde bevindt. Door aan deze uitgangszijde bolvormige elementen, 5 bij voorkeur in de vorm van halve bollen, aan het uiteinde van de bladen te voorzien, wordt de lucht via de bladen geleid tot in deze bolvormige elementen. Het is gebleken dat hiermee de energieoverdracht verder wordt vergroot. Een mogelijke verklaring hiervoor volgens de uitvinding is dat 10 de lucht als het ware wordt gevangen in een dergelijk bolvormig element waardoor deze een extra stuwende kracht heeft op de rotatie van het samenstel van bladen rond de as.In a further advantageous preferred embodiment, a spherical element is provided at the ends of the blades. Effective energy transfer is achieved by providing a spherical element at the end of a blade. In the case of transfer of energy from the fluid to the device, such as with a windmill, the spherical elements are preferably provided at the exit sides of the device. This ensures that air enters the housing on the entrance side and is then guided through the blades to the end of the housing, where the exit side is located. By providing spherical elements at this output side, preferably in the form of hemispheres, at the end of the blades, the air is led through the blades into these spherical elements. It has been found that this further increases energy transfer. A possible explanation for this according to the invention is that the air is, as it were, trapped in such a spherical element, as a result of which it has an additional driving force on the rotation of the assembly of blades around the axis.

Een bijkomend voordeel van het gebruik van dergelijke bolvormige elementen is dat de geluidsreductie verder 15 beperkt kan worden.An additional advantage of the use of such spherical elements is that the noise reduction can be further limited.

In andere uitvoeringen kan het bolvormige element aan de ingangszijde van de inrichting worden voorzien. Dit is onder meer relevant wanneer de inrichting wordt ingezet als een soort compressor en waarbij het bolvormig element als 20 het ware lucht "hapt" waarna deze door de extern aangedreven bladen verder wordt geleid door de inrichting heen. Hiermee kan een compressiewerking worden gerealiseerd.In other embodiments, the spherical element can be provided on the entrance side of the device. This is relevant, inter alia, when the device is used as a type of compressor, and where the spherical element "as it were" air "seizes", whereafter it is guided further through the device through the externally driven blades. A compression effect can be achieved with this.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding zijn de bladen zodanig vormgegeven 25 dat in een aanzicht van een doorstroomrichting volgens de behuizing het doorstroomoppervlak in hoofdzaak gesloten is.In an advantageous preferred embodiment according to the present invention, the blades are designed such that in a view of a flow direction according to the housing, the flow surface is substantially closed.

Door vanaf de voorzijde langs de centrale as door de behuizing heen te kijken, wordt een dwarsaanzicht van het samenstel van bladen bekeken. Door de kromming van bladen, 30 het aantal bladen en de lengte van deze bladen met de behuizing zodanig te kiezen dat in het aanzicht een dicht of gesloten oppervlak wordt gerealiseerd, wordt bewerkstelligd dat het binnenkomende fluïdum niet langs de bladen op kan en 6 zonder energieoverdracht de behuizing kan verlaten. Bij voorkeur blijft dan ook de speling tussen het blad en de behuizing uitermate beperkt. Hiermee wordt de effectiviteit van de overdracht van energie verder vergroot.By looking through the housing from the front along the central axis, a transverse view of the assembly of blades is viewed. By choosing the curvature of blades, the number of blades and the length of these blades with the housing such that a dense or closed surface is realized in the view, it is ensured that the incoming fluid cannot get past the blades and 6 without energy transfer can leave the housing. Preferably, therefore, the play between the blade and the housing remains extremely limited. This further increases the effectiveness of energy transfer.

5 In een verdere voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding zijn in de behuizing een aantal openingen voorzien voor het reguleren van de op de bladen werkende krachten.In a further advantageous preferred embodiment according to the present invention, a number of openings are provided in the housing for regulating the forces acting on the blades.

Door het voorzien van openingen is het mogelijk om een 10 deel van de lucht slechts in beperkte mate, of in het geheel niet, te benutten voor de energieoverdracht. Dit is onder meer relevant in geval van een te grote belasting op de bladen. Door het voorzien van openingen wordt het toch mogelijk om de bij de in beginsel te grote belasting, deze 15 belasting te reduceren en de inrichting volgens de uitvinding toch toe te passen. Een dergelijke te grote belasting wordt in geval van toepassing als windmolen bijvoorbeeld veroorzaakt door een te grote windkracht. Hiermee wordt het bruikbare bereik van de inrichting volgens 20 de uitvinding, verder vergroot.By providing openings, it is possible to use part of the air only to a limited extent, or not at all, for energy transfer. This is, among other things, relevant in the case of excessive load on the blades. By providing openings, it nevertheless becomes possible to reduce the load, which in principle is too great, and to use the device according to the invention. In the case of use as a windmill, such an excessive load is caused, for example, by an excessive wind force. This further extends the usable range of the device according to the invention.

Bij voorkeur zijn de openingen voorzien aan de uitgangszijden van de behuizing. Het is gebleken dat hiermee op de meest eenvoudige wijze invloed op het krachtenspel ten aanzien van de bladen kan worden uitgeoefend. Eveneens bij 25 voorkeur zijn de openingen op selectieve wijze te openen en te sluiten, bij voorkeur met een aantal tussenstanden. Een mogelijkheid hierbij is om afhankelijk van de kracht van het fluïdum, bijvoorbeeld de windkracht, het oppervlak van de openingen hierop af te stemmen, op handmatige of eventueel 30 automatische wijze.The openings are preferably provided on the exit sides of the housing. It has been found that in this way influence can be exerted on the force play with respect to the blades in the simplest manner. Also preferably, the openings can be opened and closed selectively, preferably with a number of intermediate positions. A possibility here is to tune the surface of the openings to this, depending on the force of the fluid, for example the wind force, in a manual or possibly automatic manner.

In een verdere voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgend de onderhavige uitvinding zijn de bladen voorzien 7 van één of meer zich in de lengte van het blad uitstrekkende goten.In a further advantageous preferred embodiment according to the present invention, the blades 7 are provided with one or more troughs extending the length of the blade.

Door het voorzien van goten is verrassenderwijs gebleken dat het fluïdum zich beter laat geleiden en er een 5 effectievere overdacht van energie plaatsvindt. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat het contactoppervlak tussen het fluïdum en het blad verder wordt vergroot door het voorzien van de goten en/of door het voorzien van de goten het fluïdum betere wordt geleid en als het ware beter 10 tegen het blad aandrukt. Tevens lijkt de boiling van de goten hierbij een bijdrage te leveren aan de krachtoverbrenging.By providing gutters, it has surprisingly been found that the fluid can be guided better and that a more effective transfer of energy takes place. A possible explanation for this is that the contact surface between the fluid and the blade is further increased by providing the troughs and / or by providing the troughs, the fluid is guided better and, as it were, presses better against the leaf. The boiling of the gutters also seems to contribute to the power transmission.

Bij voorkeur worden meerdere goten voorzien per blad waarbij de goten zich in hoofdzaak parallel uitstrekken over 15 de lengte van het blad. De goten lopen in een momenteel geprefereerde voorkeursuitvoeringsvorm van de ingangszijde van de behuizing naar de uitgangszijde en eindigen bij voorkeur in de bolvormige elementen zoals bovenstaand beschreven.Preferably, several troughs are provided per leaf, the troughs extending substantially parallel over the length of the leaf. In a presently preferred preferred embodiment, the troughs run from the entrance side of the housing to the exit side and preferably terminate in the spherical elements as described above.

20 De uitvinding heeft verder voorts betrekking op een windmolen of een compressor voorzien van een inrichting zoals bovenstaand beschreven.The invention furthermore relates to a windmill or a compressor provided with a device as described above.

Voor een dergelijke windmolen of compressor gelden dezelfde effecten en voordelen als beschreven voor de 25 inrichting. Bij de windmolen wordt in hoofdzaak energie overgedragen van de lucht naar de inrichting en bij de compressor wordt in hoofdzaak energie overgedragen vanuit de inrichting naar de lucht. Naast windmolens en compressoren behoren andere toepassingen met de inrichting volgens de 30 uitvinding eveneens tot de mogelijkheden. Hierbij kan onder meer worden gedacht aan het gebruik van een turbine voor het opwekken van energie uit waterkracht.For such a windmill or compressor, the same effects and advantages as described for the device apply. At the windmill, substantially energy is transferred from the air to the device and at the compressor, energy is mainly transferred from the device to the air. In addition to windmills and compressors, other applications with the device according to the invention are also possible. This could include the use of a turbine for generating energy from hydropower.

88

De inrichting heeft voorts tevens betrekking op een werkwijze voor het uitwisselen van energie met een fluïdum.The device also relates to a method for exchanging energy with a fluid.

Voor de werkwijze gelden dezelfde effecten en voordelen als beschreven voor de inrichting windmolen en compressor.The same effects and advantages apply to the method as described for the windmill and compressor installation.

5 Verdere voordelen, kenmerken en details worden uitgelegd aan de hand van voorkeursuitvoeringsvormen daarvan, waarbij wordt verwezen naar de bijgevoegde tekeningen waarin tonen: - Figuur 1 een aanzicht van een inrichting volgens de 10 uitvinding als een windmolen; - Figuur 2 een vooraanzicht van de inrichting uit figuur 1; - Figuur 3 een aanzicht van een alternatieve uitvoeringsvorm als een compressor; 15 - Figuur 4 een geëxplodeerd aanzicht van de uitvoeringsvorm van figuur 2; en - Figuur 5 een aanzicht van een alternatieve windmolen. Een windmolen 2 (figuur 1) is met een aantal steunen 4 geplaatst op een ondergrond 6. Molen 2 is voorzien van een 20 behuizing 8 rond een centrale as 10. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn aan de voorzijde 12 en achterzijde 14 van behuizing 8 een aantal verstevigingsribben 16 voorzien. Rond as 10 is een samenstel 18 van een drietal bladen of schoepen 20 aangebracht. Bladen 20 zijn roteerbaar rond as 25 10. Bladen 20 zijn voorzien van een aantal goten 22 die zich uitstrekken over de gehele lengte van bladen 20. Per blad 20 zijn een tiental goten 22 voorzien. Vanaf voorzijde 12 gezien lopen de bladen 20 draaiend linksom rond as 10. Aan achterzijde 14 van molen 2 zijn bladen 20 voorzien van halve 30 bollen 24. Goten 22 lopen vanaf blad 20 door in halve bol 24. Aan achterzijde 14 van behuizing 8 zijn een aantal openingen 26 voorzien. Gezien vanaf voorzijde 12 (figuur 2) kijkend in een richting parallel aan as 10 wordt een 9 gesloten aanzicht verkregen door het samenspel van bladen 20 en halve bollen 24. Aan achterzijde 14 zijn een aantal openingen 26 voorzien. Openingen 26 maken een regulatie van luchtstromen mogelijk zodanig dat de door de wind op bladen 5 20 uitgeoefende krachten beheersbaar blijven.Further advantages, features and details are explained on the basis of preferred embodiments thereof, with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows a view of a device according to the invention as a windmill; Figure 2 shows a front view of the device from Figure 1; Figure 3 shows a view of an alternative embodiment as a compressor; Figure 4 is an exploded view of the embodiment of Figure 2; and - Figure 5 shows a view of an alternative windmill. A windmill 2 (Figure 1) is placed with a number of supports 4 on a substrate 6. Mill 2 is provided with a housing 8 around a central axis 10. In the embodiment shown, at the front 12 and rear 14 of housing 8, number of reinforcement ribs 16. Arranged around shaft 10 is an assembly 18 of three blades or vanes 20. Blades 20 are rotatable about axis 10. Blades 20 are provided with a number of troughs 22 which extend over the entire length of blades 20. A dozen troughs 22 are provided per blade 20. Viewed from front 12, the blades 20 rotate counterclockwise about axis 10. At the rear 14 of mill 2, blades 20 are provided with half-spheres 24. Gutters 22 extend from leaf 20 into half-spheres 24. At the rear 14 of housing 8 are number of openings 26. Viewed from front 12 (Figure 2) looking in a direction parallel to axis 10, a closed view is obtained through the interplay of blades 20 and hemispheres 24. At the rear 14 a number of openings 26 are provided. Openings 26 make it possible to regulate air flows such that the forces exerted by the wind on blades 5 remain controllable.

In de getoonde uitvoeringsvorm wordt wind geleid vanaf voorzijde 12 van molen 2 door behuizing 8 naar de achterzijde 14. Hierbij drukt de wind tegen bladen 20 waardoor bladen 20 roteren rond as 10. Tevens "valt" de wind 10 over of rond as 10 tijdens deze beweging. Goten 22 verbeteren de windgeleiding. Aan achterzijde 14 wordt de lucht geleidt naar halve bollen 24 voor een verdere energieoverdracht. Door de rotatiebeweging van bladen 20 wordt met behulp van een generator (niet getoond) energie 15 opgewekt.In the embodiment shown, wind is guided from front 12 of mill 2 through housing 8 to the rear 14. The wind presses against blades 20, whereby blades 20 rotate about axis 10. Also, the wind 10 "falls" over or around axis 10 during this movement. Gutters 22 improve wind guidance. At the rear side 14, the air is guided to hemispheres 24 for a further energy transfer. The rotation movement of blades 20 generates energy 15 with the aid of a generator (not shown).

In de getoonde uitvoeringsvorm heeft behuizing 8 een lengte van zo'n 1400 mm, en een diameter van zo'n 1000 mm.In the embodiment shown, housing 8 has a length of around 1400 mm and a diameter of around 1000 mm.

De lengte van openingen 26 is zo'n 225 mm met een breedte in omtreksrichting van behuizing 8 van zo'n 100 mm. Andere 20 afmetingen behoren uiteraard ook tot de mogelijkheden.The length of openings 26 is about 225 mm with a width in circumferential direction of housing 8 of about 100 mm. Other dimensions are of course also possible.

Tevens behoort het tot de mogelijkheden om molen 2 op een mast of staander (niet getoond) te plaatsen. Hiermee kan molen 2 op gewenste hoogte in een optimale luchtstroming worden geplaatst. Daarnaast is het mogelijk molen 2 te 25 voorzien van vinnen of luchtzak (niet getoond) waarmee een naar de wind richtende kracht op molen 2 uitgeoefend kan worden. Door molen 2 roteerbaar op te stellen zal deze kracht molen 2 automatisch in de meest optimale stand zetten.It is also possible to place mill 2 on a mast or stand (not shown). Mill 2 can hereby be placed at an optimum height in an optimum air flow. In addition, it is possible to provide mill 2 with fins or air bag (not shown) with which a wind-pointing force can be exerted on mill 2. By arranging mill 2 rotatably, this force will automatically set mill 2 in the most optimal position.

30 In een alternatieve uitvoering is een compressor 40 (figuur 3) voorzien. Compressor 40 is voorzien van een aandrijfbare centrale as 42 gelagerd met een aantal lagers 44. In eerste compressordeel 46 is een samenstel 48 met een 10 aantal bladen 50 roteerbaar rond as 42 bevestigd. Samenstel 48 voor compressor 40 komt in de getoonde uitvoeringsvorm op hoofdlijnen overeen met samenstel 18 van windmolen 2, waarbij samenstel 48 eveneens van halve bollen 50 is 5 voorzien. Een verschil is dat samenstel 48 met bollen 50 andersom is voorzien in compressor 40. Tevens ontbreken in de getoonde uitvoeringsvorm goten 22. Dit betekent dat halve bollen 50 aan voorzijde 52 van compressor 40 zijn voorzien en derhalve niet aan achterzijde 54 van eerste compressor 10 deel 46. Eerste compressordeel 46 is verbonden met tweede compressordeel 56. Eerste deel 46 is voorzien van behuizing 58 en tweede deel 56 van behuizing 60.In an alternative embodiment, a compressor 40 (Figure 3) is provided. Compressor 40 is provided with a drivable central shaft 42 bearing a number of bearings 44. In first compressor part 46, an assembly 48 with a number of blades 50 is rotatably mounted around shaft 42. In the embodiment shown, assembly 48 for compressor 40 broadly corresponds to assembly 18 of windmill 2, wherein assembly 48 is also provided with half-spheres 50. A difference is that assembly 48 with spheres 50 is provided in reverse in compressor 40. In the embodiment shown, gutters 22 are also missing. This means that half spheres 50 are provided on front 52 with compressor 40 and therefore not on rear 54 of first compressor 10 part 46. First compressor part 46 is connected to second compressor part 56. First part 46 is provided with housing 58 and second part 56 with housing 60.

In de getoonde uitvoeringsvorm is samenstel 48 (figuur 4) aan de achterzijde voorzien van Teflon ring 62 die ligt 15 tussen tussenplaat 64 waarin een aantal openingen 66 zijn voorzien. Openingen 66 komen in gebruik periodiek overeen met openingen 67 in eindschot of eindplaat 68 die vast is aangebracht aan samenstel 48. Lucht wordt hiermee periodiek gevoerd door openingen 66 naar tweede deel 56. In tweede 20 deel 56 is een rotor 70 met gekromde bladen voorzien.In the embodiment shown, assembly 48 (Figure 4) is provided at the rear with Teflon ring 62 which lies between intermediate plate 64 in which a number of openings 66 are provided. In use, openings 66 correspond periodically with openings 67 in end partition or end plate 68 which are fixedly arranged on assembly 48. Air is hereby periodically passed through openings 66 to second part 56. In second part 56 a rotor 70 with curved blades is provided.

Hierbij wordt gebruik gemaakt van een aantal Teflon ringen 72 van een geschikte diameter. Teflon behuizing 60 is een conische buis die aan het versmalde uiteinde is voorzien van een uitlaatring 74 met een aantal platen 76.Use is made herein of a number of Teflon rings 72 of a suitable diameter. Teflon housing 60 is a conical tube which is provided at the narrowed end with an outlet ring 74 with a number of plates 76.

25 Aan voorzijde 52 is in de getoonde uitvoeringsvorm een luchtinlaat 76 voorzien. Hiermee wordt lucht aangevoerd naar samenstel 48.An air inlet 76 is provided on front 52 in the embodiment shown. With this, air is supplied to assembly 48.

Voor het samendrukken of versnellen van de lucht wordt as 42 aangedreven. Hierbij happen halve bollen 50 lucht 30 vanuit de omgeving en voeren deze via samenstel 48 naar eindschot 68. Eindschot 68 roteert ten opzichte van tussenplaat 64. Door openingen 66 wordt periodiek lucht 11 geperst naar tweede deel 56. Hier wordt door de conische behuizing de lucht geperst of versneld naar uitlaat 74.Shaft 42 is driven for compressing or accelerating the air. In this case, hemispheres 50 take air 30 from the environment and convey it via assembly 48 to end partition 68. End partition 68 rotates relative to intermediate plate 64. Through openings 66, air 11 is periodically pressed to second part 56. Here, the air is forced through the conical housing pressed or accelerated to outlet 74.

In de getoonde uitvoeringsvorm wordt behuizing 60 versmald van een diameter van zo'n 30 cm naar een diameter 5 aan het uiteinde van zo'n 10 cm. Uiteraard behoren andere afmetingen ook tot de mogelijkheden.In the embodiment shown, housing 60 is narrowed from a diameter of about 30 cm to a diameter of 5 at the end of about 10 cm. Of course, other dimensions are also possible.

In een alternatieve uitvoeringsvorm is een windmolen 78 (figuur 5) voorzien van een behuizing 80 waarin een schoepensamenstel 82 roteerbaar is aangebracht. Aan het 10 uiteinde van elke afzonderlijke schoep is een halve bol 84 voorzien zodanig dat de lucht door samenstel 82 voor een significant deel in bollen 84 wordt geleid. Molen 78 is voorzien van een staander of mast 86. Voorts is molen 78 voorzien van een aantal vinnen 88 zodanig dat molen 78 op 15 automatische wijze door de heersende windrichting op de juiste wijze wordt georiënteerd voor een efficiënt bedrijf.In an alternative embodiment, a windmill 78 (Figure 5) is provided with a housing 80 in which a vane assembly 82 is rotatably mounted. At the end of each individual vane a hemisphere 84 is provided such that the air is guided through assembly 82 for a significant part into spheres 84. Mill 78 is provided with a post or mast 86. Furthermore, mill 78 is provided with a number of fins 88 such that mill 78 is automatically oriented by the prevailing wind direction in the correct manner for efficient operation.

De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende 20 conclusies binnen de strekking waarvan velerlei modificaties denkbaar zijn. De getoonde uitvoeringsvormen zijn besproken met lucht als fluïdum. Uitvoeringsvormen als een turbo-toepassing voor een motorvoertuig hoort hiermee volgens de uitvinding tot de mogelijkheden. Het behoort tevens tot de 25 mogelijkheden om water als fluïdum te gebruiken. Voor molen 2 betekent dit een werking als turbine. Ook behoort het tot de mogelijkheden om compressor 40 in water als een soort aandrijving te gebruiken, bijvoorbeeld in plaats van een conventionele schroefaandrijving voor een schip. Een 30 interessant effect hierbij is dat optredende cavitatie met de inrichting volgens de uitvinding in deze aandrijvingstoepassing verminderd wordt. Gebruik van een ander fluïdum behoort tevens tot de mogelijkheden.The present invention is by no means limited to the above described preferred embodiments thereof. The rights sought are defined by the following claims within the scope of which many modifications are conceivable. The embodiments shown have been discussed with air as a fluid. Embodiments such as a turbo application for a motor vehicle are thus possible according to the invention. It is also one of the possibilities to use water as a fluid. For mill 2 this means a turbine operation. It is also possible to use compressor 40 in water as a type of propulsion, for example instead of a conventional propeller propulsion for a ship. An interesting effect here is that cavitation occurring with the device according to the invention is reduced in this drive application. Use of a different fluid is also possible.

Claims

Device for exchanging energy with a fluid, comprising: - an axis; - a housing arranged around the shaft; - a number of spiral blades rotatable about the axis and arranged within the housing. 10

Device as claimed in claim 1, wherein the axle is provided in use substantially horizontally.

3. Device as claimed in claim 1 or 2, wherein the length of the blades in the flow direction of the housing is greater than the diameter of the flow surface of the housing.

4. Device as claimed in claim 1, 2 or 3, wherein the spiral-shaped blades are substantially provided with a helical shape.

5. Device as claimed in one or more of the claims 1-4, wherein a spherical element is provided at one end of at least a part of the blades.

Device as claimed in claim 5, wherein the spherical element is provided on an output side of the device. 30

Device as claimed in claim 5, wherein the spherical element is provided on an input side of the device.

8. Device as claimed in one or more of the claims 1-7, wherein the blades are designed such that in a flow-through direction view of the housing the flow-through surface is substantially closed.

9. Device as claimed in one or more of the claims 1-8, wherein the housing is provided with a number of openings for regulating the magnitude of forces acting on the blades.

Device as claimed in one or more of the claims 1-9, wherein the blades are provided with one or more troughs extending in the longitudinal direction of the blade. 15

11. Windmill or compressor provided with a device according to one or more of the preceding claims.

12. Method for exchanging energy with a fluid using a device according to one or more of the claims 1-10.