NL2009233C2 - Schroef, schroefdeel en werkwijze hiervoor. - Google Patents

Schroef, schroefdeel en werkwijze hiervoor. Download PDF

Info

Publication number
NL2009233C2
NL2009233C2 NL2009233A NL2009233A NL2009233C2 NL 2009233 C2 NL2009233 C2 NL 2009233C2 NL 2009233 A NL2009233 A NL 2009233A NL 2009233 A NL2009233 A NL 2009233A NL 2009233 C2 NL2009233 C2 NL 2009233C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
screw
shaft
parts
coupling
screw according
Prior art date
Application number
NL2009233A
Other languages
English (en)
Inventor
Herman Jan Jongejan
Original Assignee
Herman Jan Jongejan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Herman Jan Jongejan filed Critical Herman Jan Jongejan
Priority to NL2009233A priority Critical patent/NL2009233C2/nl
Priority to PCT/NL2013/050561 priority patent/WO2014017914A1/en
Priority to DK13747884.8T priority patent/DK2877736T3/da
Priority to EP13747884.8A priority patent/EP2877736B1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2009233C2 publication Critical patent/NL2009233C2/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/061Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/24Rotors for turbines
    • F05B2240/243Rotors for turbines of the Archimedes screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00Geometry
    • F05B2250/20Geometry three-dimensional
    • F05B2250/25Geometry three-dimensional helical
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description

SCHROEF, SCHROEFDEEL EN WERKWIJZE HIERVOOR
De uitvinding heeft betrekking op een schroef. In 5 het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een schroef voor het omzetten van beweging van een fluïdum, zoals water, lucht, gassen of emulsies, in een roterende beweging van de schroef. Bijvoorbeeld wordt de roterende beweging aangewend voor het opwekken van elektrische energie of het verpompen 10 van een vloeistof.
Uit de praktijk zijn schroeven bekend voor het opwekken van energie uit stromend water. Echter, het vervaardigen en plaatsen van dergelijke schroeven is complex en kostbaar.
15 Een doel van de uitvinding is bovenstaand probleem te verhelpen of tegen te gaan en een verbeterde schroef te verschaffen, met een vereenvoudigde installatie.
Dit doel wordt bereikt met de schroef volgens de uitvinding, de schroef omvattende een keten van 20 schroefdelen, elk schroefdeel omvattende tenminste één schroefblad, waarin opeenvolgende schroefdelen door middel van een koppeling met elkaar gekoppeld zijn, waarbij de schroefbladen van opeenvolgende schroefdelen in hoofdzaak op elkaar aansluiten, zodanig dat de keten van schroefdelen een 25 spiraalvormige schroef vormt.
De schroef volgens de uitvinding is te beschouwen als een soort archimedesschroef. Vanwege de keten van schroefdelen spreekt de uitvinder over een lintrotor. De spiraalvorm kan ook worden aangeduid als helixvorm. Met 30 andere woorden, het schroefblad dat wordt gevormd door de schroefdelen vertoont een helixvorm.
Doordat de schroef is opgebouwd uit schroefdelen, kan de schroef in delen worden geproduceerd en vervoerd. De 2 productie is derhalve vereenvoudigd ten opzichte van conventionele schroeven. Bovendien is het vervoer vereenvoudigd. In het bijzonder bij relatief grote schroeven, bijvoorbeeld met een lengte van meer dan 10, 50 5 of 100 meter en/of schroefbladen met een diameter van meer dan 2 meter, bijvoorbeeld 4 meter, is dit een voordeel.
Een bijkomend voordeel is dat de schroef volgens de uitvinding eenvoudig kan worden samengesteld uit de schroefdelen. De schroef wordt bijvoorbeeld in losse delen 10 vervoerd en op de beoogde locatie samengesteld. Eveneens kan een bestaande schroef eenvoudig worden verlengd of ingekort door het toevoegen van schroefdelen aan de keten respectievelijk het verwijderen van schroefdelen uit de keten. Bovendien kan de samenstelling van de keten naderhand 15 aangepast worden door het toevoegen, vervangen of verwijderen van schroefdelen.
De schroef volgens de uitvinding blijkt bovendien geschikt voor het reguleren van sedimentatie in een waterweg, zoals een rivier. De schroef beïnvloedt de 20 stroming van het water, waarbij het water veelal wordt afgeremd. Hierdoor zal sediment, zoals zand, eerder neerslaan. Bovendien zal door de langzamere stroming minder sediment stroomafwaarts worden gevoerd. Daarnaast zal sediment op een voorspelbare wijze neerslaan.
25 Opgemerkt wordt dat de schroef volgens de uitvinding tegelijkertijd de functie van energieopwekking en regulatie van sediment kan vervullen.
Bovendien is gebleken dat de schroef volgens de uitvinding toepasbaar is in water met een lage 30 stroomsnelheid dan gebruikelijk voor conventionele schroeven.
Bijkomend blijkt de schroef volgens de uitvinding toepasbaar bij landwinning en objectbescherming.
3
In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de opeenvolgende schroefdelen door middel van de koppeling beweegbaar met elkaar gekoppeld.
Doordat de koppeling zodanig is uitgevoerd dat de 5 schroefdelen beweegbaar zijn ten opzichte van elkaar, verkrijgt de schroef een zekere mate van flexibiliteit. Hierdoor kan de schroef zich aanpassen op het stromingsprofiel in het fluïdum. Ook wanneer een niet-gelijkmatige stroming aanwezig is, dat wil zeggen de 10 stroomsnelheid en stroomrichting varieert met positie en/of in tijd, wordt met de schroef volgens de uitvinding de beweging van het fluïdum omgezet in rotatie van de schroef.
Dit is een voordeel ten opzichte van conventionele schroeven. Dergelijke schroeven vereisen namelijk een 15 gelijkmatige stroming. In het bijzonder zijn conventionele schroeven ongeschikt voor toepassingen in niet-gelijkmatige stromingen, zoals turbulente stromingen, bijvoorbeeld bij getijdestroming, stroming van rivieren, of stroming nabij barrières. De schroef volgens de uitvinding is daarentegen 20 ook toepasbaar bij een fluïdum met een niet-gelijkmatige stroming.
Een verder voordeel van de schroef volgens de uitvinding is dat bij toepassing in water de waterfauna geen hinder ondervindt van de schroef. Bij conventionele 25 schroeven treedt het probleem op dat vissen of andere waterdieren gewond kunnen raken door contact met de schroef. Dit probleem wordt tegengegaan met de schroef volgens de uitvinding. Door de flexibiliteit van de schroef zal bij contact met een waterdier de schroef namelijk enigszins 30 meegeven. Bovendien kan de schroef vrij beweegbaar in het water worden geplaatst. Hierdoor wordt de schroef bij contact met een dier of mens enigszins uit zijn positie geduwd, zonder dat dit de rotatie nadelig beïnvloedt.
4
Hierdoor is de flexibele schroef milieuvriendelijk (mens- en diervriendelijk) toepasbaar.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat elk schroefdeel twee schroefbladen, zodat de keten van 5 schroefdelen een schroef vormt met een dubbele spiraalvorm. Met andere woorden, de schroef vormt een dubbele helix.
Het wordt opgemerkt dat schroefdelen met meer dan twee schroefbladen ook tot de mogelijkheden volgens de uitvinding behoort, bijvoorbeeld drie, vier of meer 10 schroefbladen, voor het verkrijgen van een driedubbele, vierdubbele, etc. spiraalvorm.
Volgens de uitvinder leidt de dubbele spiraalvorm tot een constante draairichting. Ook wanneer de stroomrichting van het fluïdum verandert, zal de schroef 15 volgens de uitvinding in dezelfde gewenste richting roteren.
In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvatten de schroefbladen aan ten minste een zijde een profiel.
Met andere woorden, het boven- en/of 20 onderoppervlak van de schroefbladen is geprofileerd, dat wil zeggen niet volledig vlak. Bijvoorbeeld zijn verhogingen of groeven aangebracht. Het blijkt dat een niet-vlak schroefblad een gunstig effect heeft op het omzetten van de beweging van het fluïdum in rotatie van de schroef volgens 25 de uitvinding.
De profilering zorgt voor een vermindering van de turbulentie aan de achterzijde van de schroef. Bovendien wordt de grip van de schroef op het fluïdum waarin de schroef zijn werking doet, vergroot, doordat de profilering 30 een voorwaartse druk creëert tijdens rotatie van de schroef. De profilering zorgt voor een drukprofiel over het schroefblad.
5
Opgemerkt wordt dat bij voorkeur alle schroefbladen van de schroef een dergelijk profiel omvatten. Alternatief zijn volgens de uitvinding enkele van de schroefbladen van de schroef voorzien van een profiel.
5 Alternatief worden één of meer schroefbladen vlak uitgevoerd, dat wil zeggen zonder profilering.
Bij voorkeur is het profiel een golfprofiel. Dat wil zeggen de hoogte van het oppervlak van de schroefbladen varieert volgens een golfpatroon. Bijvoorbeeld omvat het 10 golfprofiel twee maxima en een minimum.
In een andere voorbeelduitvoeringsvorm volgens de uitvinding vertonen de schroefbladen een vleugelprofiel zoals bekend van vliegtuigen.
De schroefbladen kunnen, gezien in dwarsdoorsnede, 15 zowel symmetrisch als asymmetrisch zijn. Bij voorkeur is het schroefblad symmetrisch.
In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvatten beide schroefbladen in hoofdzaak hetzelfde profiel.
20 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvatten de schroefdelen een kunststof, bij voorkeur polyethyleen (PE), met meer voorkeur hoge dichtheid polyethyleen (HDPE).
Een voordeel van het gebruik van kunststof is dat 25 kunststoffen roestvrij zijn, in tegenstelling tot conventionele schroeven die veelal in metaal zijn uitgevoerd. Bovendien zijn kunststoffen in het algemeen zeer licht in vergelijking met metaal. Lichtgewicht schroefbladen zijn in het bijzonder voordelig bij toepassing in water. Bij 30 voorkeur zijn de schroefdelen voorzien van een kunststof met een dichtheid kleiner dan de dichtheid van water, zodat een zeker drijvend vermogen wordt verkregen.
6
Een verder voordeel van HDPE is dat het een zeer sterke kunststof is, waardoor grote krachten kunnen worden opgevangen. Optioneel zijn de schroefbladen voorzien van een raamwerk bekleed met een kunststof. Het raamwerk is 5 bijvoorbeeld uitgevoerd in metaal. Door de kunststof bekleding blijft de corrosievastheid van de schroef gewaarborgd. Een raamwerk verschaft additionele stevigheid aan de constructie, wat met name bij relatief grote constructies van belang kan zijn. Het raamwerk omvat 10 bijvoorbeeld metalen ribben.
Bij voorkeur zijn de schroefdelen vervaardigd uit een recyclebare en/of gerecyclede kunststof.
In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvatten een eerste schroefdeel en een in de 15 keten naburig tweede schroefdeel een eerste uitlijnmiddel respectievelijk een tweede uitlijnmiddel voor het rond de rotatiehartlijn van de schroef uitlijnen van de respectieve schroefdelen.
Tijdens het samenstellen van de keten om de 20 schroef te vormen, dienen de afzonderlijke schroefdelen te worden uitgelijnd om zo de spiraalvormige schroef te vormen. Door middel van de uitlijnmiddelen, kan snel en eenvoudig een schroef volgens de uitvinding worden geassembleerd.
Bijvoorbeeld omvat het eerste uitlijnmiddel een 25 nok en het tweede uitlijnmiddel een daarmee samenwerkende uitsparing. Door de nok in de bijbehorende uitsparing van het te brengen, worden de schroefdelen ten opzichte van elkaar uitgelijnd. Aanvullend of alternatief omvat het eerste respectievelijk tweede uitlijnmiddel een bolprofiel 30 en het tweede respectievelijk eerste uitlijnmiddel een daarmee samenwerkend komprofiel.
Bij voorkeur omvat de koppeling de uitlijnmiddelen. Dit heeft als voordeel dat bij het koppelen 7 van de schroefdelen deze tegelijkertijd uitgelijnd worden. Dit maakt een snelle en eenvoudige samenstelling van de schroef mogelijk. Bijvoorbeeld omvatten de uitlijnmiddelen een nok en een daarmee samenwerkende uitsparing en/of een 5 bolprofiel en een daarmee samenwerkend komprofiel, zodanig dat zwenken van de naburige schroefdelen ten opzichte van elkaar mogelijk is.
In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de koppeling een as waaraan de schroefdelen 10 zijn voorzien. Bij voorkeur is de as flexibel. Opgemerkt wordt dat alternatief een starre as kan worden voorzien volgens de uitvinding.
Bijvoorbeeld is de as uitgevoerd als een touw of kabel. Bij voorkeur is de as flexibel zodanig dat ook 15 torsiekrachten kunnen worden opgevangen. Dit is bijvoorbeeld bewerkstelligd door het kiezen van een geschikt materiaal en samenstelling van de as. Bijvoorbeeld omvat de as een metalen kabel, zoals een staalkabel onder voorspanning.
Bijvoorbeeld omvatten de schroefdelen een opening 20 voor het door de opening voeren van de as.
Bijvoorbeeld omvat de as een kunststof. Bijvoorbeeld omvat de as een aantal strengen, bijvoorbeeld van kunststof. Bijvoorbeeld omvat de as een samenstelling van kunststof, metaal en/of frictielagen, bijvoorbeeld een 25 laminaat één of meer van deze materialen. De as is bij voorkeur zodanig flexibel voorzien dat een torsiekracht de as wringt, waarbij de as door dit wringen een grotere stijfheid tegen torsie verkrijgt. Bijvoorbeeld zijn een aantal strengen van kunststof geslagen tot een kunststof 30 touw.
In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de as een binnenkern waaromheen ten minste één buis is aangebracht waarvan de buiswand is voorzien van een insnijding die zich 8 uitstrekt van het ene uiteinde van de buis naar het andere uiteinde van de buis.
De ten minste ene buis kan torsiekrachten opvangen. Door de insnijding zal de buis onder invloed van 5 een torsiekracht insnoeren, dat wil zeggen de diameter van de ingesneden buis neemt af. Bij een bepaalde torsiekracht zal de ingesneden buis contact maken met de binnenkern, zodat het verder afnemen van de diameter van de ingesneden buis wordt geblokkeerd. De as kan derhalve torderen, tot een 10 bepaalde verdraaiing van de as is bereikt.
Bijvoorbeeld verloopt de insnijding parallel aan de lengterichting van de buis. In een ander voorbeeld verloopt de insnijding in een spiraalvorm over de lengte van de buis.
15 Bijvoorbeeld is de binnenkern buisvormig. In een alternatieve uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt afgezien van de binnenkern, zodat de ingesneden buis verder kan insnoeren.
Bij voorkeur zijn meerdere ingesneden buizen om 20 elkaar ingericht.
Optioneel is om de ten minste ene buis een buitenmantel voorzien. Bijvoorbeeld sluit de buitenmantel aan op een schroefdeel.
Opgemerkt wordt dat de as met ingesneden buis 25 volgens de uitvinding ook op zichzelf kan worden toegepast, dat wil zeggen zonder de schroef volgens de uitvinding.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de as hol. Dit heeft als voordeel dat een lichtgewicht as wordt verkregen.
30 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm zijn kamers voorzien in de holle as voor lucht, water en/of een vaste stof. Doordat de as hol is uitgevoerd, kan lucht, water en/of een vaste stof, bijvoorbeeld een gel, worden 9 voorzien in de as. Hierdoor kan het drijvend vermogen van de as worden aangepast al naar gelang de toepassing van de schroef. Bovendien kan alternatief of aanvullend andere functionaliteit worden verkregen door het vullen van de 5 kamers met een geschikte stof.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm zijn een aantal van de kamers gevuld zodanig dat de as een asymmetrische massaverdeling heeft. Hiermee wordt bewerkstelligd dat de massaverdeling van de as kan worden 10 aangepast aan de beoogde toepassing. Bijvoorbeeld in een situatie waarin de schroef wordt toegepast in water, waarbij een eerste deel van de schroef in sneller stromend water wordt voorzien dan een ander deel van de schroef, kan door middel van een asymmetrische massaverdeling een in hoofdzaak 15 gelijkmatige rotatie van de schroef worden verkregen.
Bij voorkeur omvat de holle as een elektrisch geleidend element, zoals een metalen kabel of een elektrisch geleidende gel. Hierdoor kan elektrische energie die wordt opgewekt met de schroef volgens de uitvinding via de as 20 worden getransporteerd. Dit is in het bijzonder relevant wanneer de generator voor het omzetten van de rotatiebeweging van de schroef in elektrische energie zich op een moeilijk bereikbare plek bevindt, bijvoorbeeld op de bodem van een rivier.
25 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de koppeling een cardanische koppeling. Een cardanische koppeling staat ook wel bekend als een cardanas of kruiskoppeling.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de 30 koppeling een kogelgewricht.
Opgemerkt wordt dat de koppeling tussen de schroefdelen ook stijf kan zijn uitgevoerd zodanig dat een in hoofdzaak stijve schroef wordt verkregen.
10
De uitvinding heeft verder betrekking op een schroefdeel, kennelijk bedoeld voor een schroef zoals bovenstaand beschreven.
Bovendien heeft de uitvinding betrekking op een 5 werkwijze voor het omzetten van beweging van een fluïdum in een roterende beweging van een schroef, omvattende het in het fluïdum plaatsen van een schroef zoals bovenstaand beschreven.
Voor het schroefdeel en de werkwijze gelden 10 dezelfde voordelen en effecten als beschreven voor de schroef volgens de uitvinding. In het bijzonder kunnen kenmerken van de schroef, het schroefdeel en de werkwijze naar wens worden gecombineerd volgens de uitvinding.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze 15 volgens de uitvinding omvat het fluïdum water en omvat de werkwijze het door middel van de schroef reguleren van sedimentatie.
Bij voorkeur omvat de werkwijze het selecteren van de afmetingen en het gewicht van de schroef op basis van de 20 gewenste balans tussen energieopwekking en het reguleren van sedimentatie. Met een krachtigere rotatie door middel van schroefbladen met een relatief groot oppervlak wordt relatief veel energie opgewekt. De invloed op de sedimentatie zal echter eveneens relatief groot zijn. Indien 25 dit ongewenst is op de geplande locatie van de schroef, kan worden gekozen voor kleinere schroefbladen en/of een schroef met minder gewicht.
Verdere voordelen en effecten van de uitvinding zullen navolgend worden verduidelijkt aan de hand van 30 voorbeelduitvoeringsvormen daarvan, waarbij wordt verwezen naar de figuren.
11
Figuur 1 toont een schroef volgens de uitvinding in water voor het opwekken van elektrische energie en het reguleren van sedimentatie;
Figuren 2A-2B tonen een alternatief schroefdeel 5 volgens de uitvinding, waarbij fig. 2A een bovenaanzicht toont en fig. 2B een perspectivisch aanzicht;
Figuur 3 toont schematisch in bovenaanzicht een rivier waarin een viertal schroeven volgens de uitvinding zijn geplaatst; 10 Figuur 4 toont een schroef volgens de uitvinding toegepast voor het opwekken van energie uit wind; en
Figuur 5A-B tonen bovenaanzichten van een schroef volgens de uitvinding waarin een as is aangebracht die meerdere ingesneden buizen omvat, in rusttoestand (5A) en in 15 opgewonden toestand (5B); en
Figuren 6 en 7 tonen een bovenaanzicht respectievelijk perspectivisch aanzicht van een alternatieve as.
Flexibele schroef 2 (figuur 1), is geplaatst onder 20 wateroppervlak 4. Op de bodem 6 is een fundering 8 geplaatst. In fundering 8 bevindt zich een generator 10 voor het omzetten van de roterende beweging van schroef 2 in elektrische energie.
Aan de onderzijde van de schroef is huls 12 25 voorzien waarbinnen zich een tweede huls 14 bevindt. Flexibele as 16 is voorzien in huls 14 en kan daarin roteren. Flexibele as 16 is verbonden met generator 10. Hulzen 12 en 14 zijn stijver uitgevoerd dan flexibele as 16. Daardoor is flexibele as 16 onder een relatief kleine hoek 30 gekoppeld met generator 10. Dit garandeert een effectieve koppeling tussen de as 16 en de generator 10. Optioneel is er een verschil in stijfheid tussen huls 12 en 14. De hulzen 12 bevatten in de getoonde uitvoeringsvormen een holte. Dit is optioneel.
Flexibele as 16 reikt door een opening 18 van een aantal schroefdelen. Deze schroefdelen vormen samen een 5 dubbelspiraalvormige schroef 20. De schroefdelen omvatten een vlakke bovenzijde 22 en zijn aan een onderzijde voorzien van een golvend profiel 24.
De schroef 20 roteert linksom of rechtsom (richting A). Deze rotatie wordt door middel van flexibele 10 as 16 overgebracht aan generator 10 die elektriciteit opwekt. Deze elektriciteit kan door middel van een niet weergegeven elektrische kabel worden getransporteerd. De aanwezigheid van schroef 20 in het water heeft bovendien een regulerend effect op sedimentatiemateriaal 26. Het 15 sedimentatiemateriaal, bijvoorbeeld zand, zal door de aanwezigheid van de schroef eerder neerslaan, volgens pijl B. De stroming van het water is niet gelijkmatig, dat wil zeggen de stroomsnelheid en de stroomrichting zijn positie-afhankelijk. De gemiddelde stroomrichting is weergegeven met 20 pijl C. Dit verklaart de schuinstand van schroef 20.
Schroef 20 is opgebouwd uit schroefdelen. Een voorbeeld van een dergelijk schroefdeel is te zien in figuren 2A en 2B. Schroefdeel 28 omvat een cilindervormig koppelstuk 30 en schroefbladen 32 en 34. Het koppelstuk is 25 voorzien van een centrale opening 36 voor het doorvoeren van flexibele as 16. Het koppelstuk 30 is voorzien van nokken 38 en overeenkomstige uitsparingen 40. Nok 38 is versprongen ten opzichte van uitsparing 40 zodat opeengestapelde schroefdelen uitlijnen zodat hun schroefbladen 32, 34 30 aansluiten en een spiraalvorm vormen. Optioneel zijn meerdere nokken en/of uitsparingen voorzien.
De middelpuntshoek tussen nokken 38 en uitsparingen 40 komt overeen met de hoek die een schroefblad 13 32, 34 beslaat, zodat de schroefbladen van opeenvolgende schroefdelen op elkaar aansluiten.
Het in figuur 2a-2b getoonde schroefdeel vertoont een ander profiel dan in figuur 1, namelijk een gegolfd 5 oppervlak met golven 42 en dal 44. Het profiel van schroefbladen 32 en 34 is symmetrisch, dat wil zeggen de bovenzijde en onderzijde vertonen eenzelfde golfpatroon.
In rivier 46 (figuur 3) zijn een aantal schroeven 48, 50, 52, 54 volgens de uitvinding geplaatst. Schroef 48 10 is verbonden met generatorhuis 56. De as van schroef 48 bevat een elektrisch geleidend element, namelijk een stroomkabel, waardoor de elektrische energie opgewekt in generatorhuis 56 kan worden getransporteerd via boei 58 naar centrale 60 op de wal. Alternatief wordt, zoals bij schroef 15 50, de in generatorhuis 62 opgewekte elektrische energie via een afzonderlijke kabel naar de wal geleid naar centrale 64.
Schroef 48 en schroef 50 richten zich naar de stroomrichting D van de rivier. Schroeven 52 en 54 bevinden zich in een deel van rivier 46 waarin de stromingsrichting 20 verandert volgens pijl E.
Schroef 52 is gekoppeld met generatorhuis 66.
Zoals bij schroef 48 wordt de elektrische energie via een elektrisch geleidende kabel in de as van schroef 52 via boei 68 naar centrale 70 op de wal geleid. De boei is optioneel. 25 Bij schroef 54 wordt de elektrische energie die wordt opgewekt in generator 72 naar centrale 60 op de wal geleid. Schroef 54 omvat schroefdelen van verschillende afmetingen, zodat een eerste deel 74 wordt verkregen met een eerste gemiddelde diameter, een deel 76 met een tweede 30 gemiddelde diameter en een deel 78 met een derde gemiddelde diameter. Zoals getoond in de figuur verandert de diameter geleidelij k.
14
In figuur 4 is een toepassing van een schroef volgens de uitvinding voor het opwekken van energie uit wind getoond. Vergelijkbare onderdelen als in figuur 1 zijn genummerd met hetzelfde verwijzingsgetal vermeerderd met 5 100. Op ondergrond 106 is inrichting 102 geplaatst.
Fundering 108 omvat een generator 110 voor het opwekken van elektriciteit op basis van de rotatie van de schroef 120. Wederom zijn hulzen 112 en 114 voorzien en een flexibele as 116 die door een opening 118 in de schroef 120 gaat. In dit 10 geval is het bovenste uiteinde van schroef 120 via een koppeling 128 en kabel 130 gekoppeld met ballon 132. Ballon 132 draagt hierbij een deel van het gewicht van schroef 120. Alternatief wordt in plaats van een ballon een zeppelin gebruikt.
15 Bij voorkeur is flexibele as 116 stijver uitgevoerd dan de as 16 uit figuur 1 om ook met as 116 een deel van het gewicht van schroef 120 te dragen. De windrichting is in deze figuur aangegeven met pijl F.
Schroef 120 is eveneens geprofileerd, echter in 20 dit geval is de omtreksrand van de schroef glad.
Schroef 200 (figuur 5A, 5B) is voorzien van een as 202 die zich binnen cilinder 204 van schroef 200 bevindt. De as omvat een binnenkern 206. In de getoonde uitvoering is de binnenkern 206 massief, alternatief wordt deze hol 25 uitgevoerd. Om de binnenkern 206 is een aantal buizen 208, 210 aangebracht die van hun ene uiteinde tot hun andere uiteinde zijn ingesneden. Buis 208 is verbonden met kern 206. Buis 210 bevindt zich om buis 208 en is daarmee verbonden. Buis 210 is bovendien verbonden met de cilinder 30 204 waaraan de rotorbladen zijn bevestigd.
Wanneer een kracht wordt uitgeoefend op de rotorbladen zal deze kracht via buizen 208, 210 worden overgedragen aan de binnenkern. Doordat de buizen 208, 210 15 ingesneden zijn zullen ze zich in enige mate opwinden, zoals weergegeven in figuur 5B. Hierdoor kan de as torsiekrachten opvangen die worden uitgeoefend wanneer verschillende schroefdelen een andere kracht ondervinden van het medium 5 waarin de schroef 200 geplaatst is.
Alternatief of aanvullend omvat een as 202' (figuur 6, 7) een ingesneden buis 212' die niet verbonden is met de andere buizen en/of de kern. Doordat de diameter van buis 210' zal afnemen wanneer deze zich opwindt, 10 vergelijkbaar met de afname van de diameter van buis 210 in figuur 5B, zal buis 210' contact maken met 212'.
In figuur 7 zijn de buizen 210', 212' weergegeven met een rechte insnijding 214', 216', dat wil zeggen de uitsparing in de wand van de buizen 210', 212' verloopt 15 parallel aan de lengterichting van de respectieve buis. Alternatief is een schuine, of spiraalvormige insnijding voorzien.
Optioneel is een buisvormige mantel voorzien die aansluit op de cilinder 204, 204', zodat de as 202, 202' ook 20 buiten de schroef 200, 200' is voorzien van een, bij voorkeur vloeistofdichte, behuizing.
De as zoals getoond in figuren 5A, 5B, 6 en 7 kan meerdere ingesneden buizen omvatten die om elkaar zijn ingericht.
25 De uivinding is geenszins beperkt tot de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan vele modificaties denkbaar zijn. In het bijzonder is het mogelijk een schroef 30 volgens de uitvinding met afmetingen van enkele nanometers te verschaffen. Bijvoorbeeld wordt een dergelijke schroef toegepast om energie op te wekken uit stromende vloeistoffen in een mens of dier, zoals in een bloedbaan, of om zich door 16 dergelijke vloeistoffen voort te bewegen en/of stoffen, zoals medicijnen, af te geven. De schroef heeft dan een transportfunctie. Bovendien kan de schroef volgens de uitvinding worden toegepast voor het stabiliseren van een 5 fluïdum.
Het is mogelijk de schroef te bevestigen aan een brugpijler. Bijvoorbeeld is een generator verbonden aan de brugpijler en is de schroef met de generator verbonden.

Claims (21)

1. Schroef omvattende een keten van schroefdelen, elk schroefdeel omvattende ten minste één schroefblad, waarin 5 opeenvolgende schroefdelen door middel van een koppeling met elkaar gekoppeld zijn, waarbij de schroefbladen van opeenvolgende schroefdelen in hoofdzaak op elkaar aansluiten, zodanig dat de keten van schroefdelen een spiraalvormige schroef vormt. 10
2. Schroef volgens conclusie 1, waarin de opeenvolgende schroefdelen door middel van de koppeling beweegbaar met elkaar gekoppeld zijn.
3. Schroef volgens conclusie 1 of 2, waarin elk schroefdeel twee schroefbladen omvat, zodat de keten van schroefdelen een schroef vormt met een dubbele spiraalvorm.
4. Schroef volgens conclusie 1, 2 of 3, waarin de 20 schroefbladen aan ten minste één zijde een profiel omvatten.
5. Schroef volgens conclusie 4, waarin het profiel een golfprofiel is.
6. Schroef volgens conclusies 4 of 5, waarin beide zijden van de schroefbladen in hoofdzaak hetzelfde profiel omvatten.
7. Schroef volgens ten minste één van de voorgaande 30 conclusies, waarin de schroefdelen een kunststof omvatten, bij voorkeur polyethyleen (PE), met meer voorkeur hogedichtheidpolyethyleen (HDPE).
8. Schroef volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarin een eerste schroefdeel en een in de keten naburig tweede schroefdeel respectievelijk een eerste uitlijnmiddel en een tweede uitlijnmiddel omvatten voor het 5 rond de rotatiehartlijn van de schroef uitlijnen van de respectieve schroefdelen.
9. Schroef volgens conclusie 8, waarin de koppeling de uitlijnmiddelen omvat. 10
10. Schroef volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, de koppeling omvattende een as waaraan de schroefdelen zijn voorzien.
11. Schroef volgens conclusie 10, waarin de as een binnenkern omvat waaromheen ten minste één buis is aangebracht waarvan de buiswand is voorzien van een insnijding die zich uitstrekt van het ene uiteinde van de buis naar het andere uiteinde van de buis. 20
12. Schroef volgens conclusie 10 of 11, waarin de as flexibel is.
13. Schroef volgens conclusie 10, 11 of 12, waarin de as hol 25 is.
14. Schroef volgens conclusie 13, waarin kamers zijn voorzien in de as voor lucht, water en/of een vaste stof.
15. Schroef volgens conclusie 14, waarin een aantal kamers zijn gevuld zodanig dat de as een asymmetrische massaverdeling heeft.
16. Schroef volgens ten minste één van de conclusies 10-15, waarin de as een elektrisch geleidend element omvat.
17. Schroef volgens ten minste één van de voorgaande 5 conclusies, waarin de koppeling een cardanische koppeling omvat.
18. Schroef volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarin de koppeling een kogelgewricht omvat. 10
19. Schroefdeel, kennelijk bedoeld voor een schroef volgens één van de voorgaande conclusies.
20. Werkwijze voor het omzetten van beweging van een fluïdum 15 in een roterende beweging van een schroef, omvattende: - het in het fluïdum plaatsen van een schroef volgens ten minste één van de conclusies 1-18.
21. Werkwijze volgens conclusie 20, waarin het fluïdum water 20 omvat en de werkwijze het door middel van de schroef reguleren van sedimentatie omvat.
NL2009233A 2012-07-26 2012-07-26 Schroef, schroefdeel en werkwijze hiervoor. NL2009233C2 (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2009233A NL2009233C2 (nl) 2012-07-26 2012-07-26 Schroef, schroefdeel en werkwijze hiervoor.
PCT/NL2013/050561 WO2014017914A1 (en) 2012-07-26 2013-07-26 Screw, screw part and method therefor
DK13747884.8T DK2877736T3 (da) 2012-07-26 2013-07-26 Skrue, skruedel og fremgangsmåde dertil
EP13747884.8A EP2877736B1 (en) 2012-07-26 2013-07-26 Screw, screw part and method therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2009233A NL2009233C2 (nl) 2012-07-26 2012-07-26 Schroef, schroefdeel en werkwijze hiervoor.
NL2009233 2012-07-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2009233C2 true NL2009233C2 (nl) 2014-01-28

Family

ID=48953424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2009233A NL2009233C2 (nl) 2012-07-26 2012-07-26 Schroef, schroefdeel en werkwijze hiervoor.

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2877736B1 (nl)
DK (1) DK2877736T3 (nl)
NL (1) NL2009233C2 (nl)
WO (1) WO2014017914A1 (nl)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105736227B (zh) * 2016-02-02 2017-12-26 河海大学 一种带连锁螺旋形叶片的水平轴潮流能水轮机
CN105736229B (zh) * 2016-02-02 2017-12-26 河海大学 一种带喇叭螺旋形叶片的水平轴潮流能水轮机
CN105736231B (zh) * 2016-02-02 2017-12-26 河海大学 一种带蜗牛螺旋形叶片的水平轴潮流能水轮机
CN105736230B (zh) * 2016-02-02 2017-12-26 河海大学 一种带等速螺旋形叶片的水平轴潮流能水轮机
CN105736213B (zh) * 2016-02-02 2017-12-26 河海大学 一种利用潮流能发电的等角螺旋形水轮机
EP3508717A4 (en) * 2016-08-09 2020-04-15 Manuel Muñoz Saiz FLUID CURRENT ENERGY CAPTURE SYSTEM
GB2583141B (en) * 2019-04-18 2021-05-19 Flex Marine Power Ltd Axial flow turbine apparatus
CA3228671A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 Coastal Protection Holdings Corporation Securable device and method for securing the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55164781A (en) * 1979-05-21 1980-12-22 Nobuo Ito Water wheel consisting of plural runners connected in chain form
WO2007097659A1 (fr) * 2006-02-20 2007-08-30 Kapachinskikh Dmitry Anatoliev Vis et turbine
US20080315591A1 (en) * 2005-12-29 2008-12-25 Georg Hamann Device and System for Producing Regenerative and Renewable Hydraulic Energy
GB2459843A (en) * 2008-05-06 2009-11-11 Darren Arthur Humphries A water turbine assembly having turbines mounted inline on a flexible shaft
WO2011097655A2 (en) * 2010-02-04 2011-08-11 Johannes Faul V- shaped turbine blade and assembly

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55164781A (en) * 1979-05-21 1980-12-22 Nobuo Ito Water wheel consisting of plural runners connected in chain form
US20080315591A1 (en) * 2005-12-29 2008-12-25 Georg Hamann Device and System for Producing Regenerative and Renewable Hydraulic Energy
WO2007097659A1 (fr) * 2006-02-20 2007-08-30 Kapachinskikh Dmitry Anatoliev Vis et turbine
GB2459843A (en) * 2008-05-06 2009-11-11 Darren Arthur Humphries A water turbine assembly having turbines mounted inline on a flexible shaft
WO2011097655A2 (en) * 2010-02-04 2011-08-11 Johannes Faul V- shaped turbine blade and assembly

Also Published As

Publication number Publication date
EP2877736B1 (en) 2020-10-14
EP2877736A1 (en) 2015-06-03
WO2014017914A1 (en) 2014-01-30
DK2877736T3 (da) 2021-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2009233C2 (nl) Schroef, schroefdeel en werkwijze hiervoor.
JP6641331B2 (ja) 水中移動ビークルのためのテザー
RU2482325C2 (ru) Волновая электростанция (варианты)
CN101910622B (zh) 涡轮装置
WO2007139396A1 (en) Device for converting wave energy
US6935832B1 (en) Portable power generating devices
US20070241566A1 (en) Submersible turbine apparatus
US20100148512A1 (en) Apparatus for generating electricity from flowing fluid using generally prolate turbine
JP6618920B2 (ja) 流体動力学的エネルギー変換システムおよびその使用
EP2236818B1 (en) Driving force generating device
WO2010136782A2 (en) Energy harnessing device
SE1330093A1 (sv) Ändupphängd spiralrotor
JP6247731B2 (ja) 流動液体からエネルギーを抽出する装置
JP6758405B2 (ja) 浮揚性拘束体を備えた液中設備
CN106089551B (zh) 一种水流动力发电装置
KR102234907B1 (ko) 기능성을 향상시킨 스크류형 유체 발전장치
KR102150854B1 (ko) 회전 부력체를 이용한 가두리 양식장
WO2013162375A1 (en) Wave breaker for a fish pen
EP2705248A1 (en) Arrangement for energy recovery
US20140290234A1 (en) Wave power device
WO2009093052A1 (en) A turbine having a modified cowling
KR101831395B1 (ko) 자연에너지를 이용한 진자 발전장치 및 그 결합 구조체
EP2955369A1 (en) Flow conversion device
KR20220084378A (ko) 정수압 터빈 및 이를 위한 터빈 러너
KR20240103398A (ko) 고무 튜브의 팽창 압력을 이용한 수중 유영 로봇의 제어 방법 및 그 장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20220801