NL7905800A - Door een stromend medium aangedreven inrichting. - Google Patents

Description

b ... 1 .-

795075/M/Rdm/EB

Aanvrager: Dirk Wemmers te Rotterdam

Titel : Door een stromend medium aangedreven inrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een door een stromend medium aangedreven inrichting, in het bijzonder een windmotor met 5 een van schoepen voorziene rotor met vertikale as, waarbij in het centrale gedeelte van de rotor een kern is aangebracht in de vorm van een omwentelingslichaam met bij de as tenminste één smal toelopend eind dat overgaat in een in radiale richting vergroot j gedeelte, zoals bekend is uit het Nederlandse octrooi 7773.

10 Bij deze bekende zeer oude inrichting heeft men reeds j het inzicht gehad dat bij een aangeblazen aan de omtrek van schoe-I pen voorziene rotor in het centrale middendeel luchtstromingen optreden die in radiale richting verlopen. Hierdoor kunnen bij de kern luchtwervelingen optreden die het nuttig effekt van de aange-15 blazen rotor nadelig beïnvloeden. Bij de bekende inrichting zijn [ daarom aan de kopvlakken van de rotor luchtdoorgangen aangebracht i die lucht toelaten in het centrale gedeelte van de rotor, in welk i ï centrale gedeelte een deflektor is aangebracht in de vorm van een dubbel konusvormig lichaam waarvan degrondvlakken naar elkaar zijn 20 toegericht, teneinde deze luchtwervelingen te voorkomen en door de kopvlakken naar binnen tredende lucht in radiale richting af te buigen.

Het doel van de uitvinding is een dergelijke door een stromend medium aangedreven inrichting, in het bijzonder een wind-25 motor te verbeteren waarbij een goed nuttig effekt niet alleen bij lage toerentallen doch ook bij hoge toerentallen kan worden verhoogd door gebruik te maken van de centrifugaalwerking op een zich binnen de rotor bevindend stromend medium.

Volgens de uitvinding wordt dit bereikt met een door een 30 stromend medium aangedreven inrichting van de hierboven beschreven soort die daardoor is gekenmerkt, dat het mantelvlak van het omwentelingslichaam een gebogen verloop heeft met kromtemiddel-punten buiten het omwentelingslichaam en dat de schoepen zich tot -voorbij het smalle toelopende eind van dit omwentelingslichaam 7905800

• I

2 in axiale richting uitstrekken.

Hierdoor is het mogelijk, bij een bepaald toerental van de rotor een aan het kopvlak aangezogen luchtkolom tot vrij diep binnen de rotor aan te zuigen en deze geleidelijk in radiale rich-5 ting tot bij het centrale gedeelte van de schoepen naar buiten te geleiden. Dit goede aanzuigen van een luchtkolom aan een kopvlak van een rotor kan nog worden verbeterd, door de inrichting volgens de uitvinding zodanig uit te voeren, dat in axiale richting de schoepen nabij de as van de rotor een geringere hoogte hebben dan op een in 10 radiale richting van de rotor verder liggend deel van de schoepen. Hierbij is uitgegaan van de gedachte dat een stroombuis van het stromend medium sterker aan de buitenomtrek van de rotor op de schoepen inwerkt dan nabij de as van de rotor, en de delen van de schoepen nabij de as van de rotor geen hinder zullen geven bij de 15 luchtkolom die door de rotor wordt aangezogen. Ook hierbij is een dubbele werking van aanzuiging van luchtkolommen aan de kopvlakken van de rotor mogelijk doordat het van een gebogen mantelvlak voorziene omwentelingslichaam nabij de as van de rotor twee smal toelopende einden bezit die trompetvormig overgaan in een centraal 20 middengedeelte van het omwentelingslichaam en de schoepen van de rotor zich vanaf het brede centrale middengedeelte uitstrekken.

De door de draaiende luchtkolom binnen de aangeblazen rotor vanaf de kopvlakken aangezogen luchtkolom komt mede tot draaiing en wordt in radiale richting naar de omtrek van de rotor 25 gestuwd en van deze luchtstroming kan nu gebruik gemaakt worden om de effektieve werking van elk rotorblad te verhogen en wel doordat de schoepen ter plaatse van het omwentelingslichaam in radiale richting een recht verloop hebben, welke schoepen buiten het omwentelingslichaam in radiale richting een gebogen verloop hebben. Hierdoor 30 ontstaat als het ware een knik in de rotorbladen waardoor aan de drukzijde of aangeblazen zijde een goed vangen van de luchtstroom mogelijk is terwijl aan de aan deze drukzijde tegenover liggende zijde door de luchtstroom die door de centrifugaalkracht vanaf de kopvlakken werd aangezogen en zich in radiale richting langs de 35 rotorbladen naar buiten beweegt als het ware een zuigwerking wordt opgewekt ter plaatse van het gebogen gedeelte van het rotorblad voor- 79 0 5 8 0 0 * $ 3 bij deze knik.

De uitvinding zal nu aan de hand van een tekening nader worden toegelicht.

Fig. 1 is een aanzicht in perspektief van een rotor van een 5 windmotor volgens de uitvinding;

Fig. 2 is een axiale doorsnede van deze rotor;

Fig. 3 is een bovenaanzicht van de in fig. 2 afgebeelde rotor, en

Fig. 4 is een axiale doorsnede door een windmotor voorzien 10 van de in fig. 1 afgebeelde rotor.

De rotor volgens fig. 1 wordt op een bekende wijze in een stationair huis geplaatst dat van een om de rotor aangebrachte krans van vang-schoepen is voorzien met dien verstande dat het huis zodanig is uitgevoerd dat het stromend medium ook aan de kopvlakken van de 15 rotor kan binnentreden. Op welke wijze dit huis met vangschoepen is uitgevoerd zal voorlopig nog niet worden beschreven omdat dit geen verband houdt met de uitvoering van de rotor.

De in fig. 1 afgebeelde rotor wordt gevormd door een centrale plaat 1 met hierop schoepen 2. De buitenrand 3 van de schoepen 20 is bij voorkeur afgerond en loopt evenwijdig aan de as van de rotor.

Aan de binnenzijde bij de randen 4 liggen de rotorbladen 2 tegen de mantel van een omwentelingslichaam datiiom petvormig verloopt omdat de kromtemiddelpunten van dit mantelvlak buiten het omwentelingslichaam liggen, welk omwentelingslichaam boven de schijf 1 met het 25 cijfer 5 is aangeduid. Onder de schijf 1 bevindt zich een zelfde omwentelingslichaam 5 doch het smalle toelopende eind 6 is afgekeerd van het smal toelopende eind 6 van het omwentelingslichaam 5 boven de schijf 1. De beide omwentelingslichamen 5 staan dus spiegelsymme-trisch ten opzichte van elkaar opgesteld. De boven- en onderranden 30 7 van de schoepen 2 strekken zich in axiale richting van de rotor tot voorbij het omwentelingslichaam 5 uit. Ter plaatse van het omwentelingslichaam hebben de schoepen in radiale richting een recht verloop, zoals met het cijfer 8 is aangeduid. Zie hiertoe in het bijzonder figuur 3. Buiten het omwentelingslichaam hebben de schoepen 35 een gebogen verloop zoals met het verwijzingscijfer 9 is aangeduid.

De gebogen gedeelten 9 van de schoepen zijn zodanig ten opzichte van 7905800 y' * 4 het gedeelte 8 met recht verloop geplaatst, dat een raaklijn 10 aan het gebogen gedeelte van de schoep nabij het rechte, gedeelte in radiale richting een hoek met het rechte gedeelte maakt, (zie fig.

3). De koorde 11 van het gebogen gedeelte verloopt in de richting 5 van de overgang tussen het vlakke- en het gebogen gedeelte van de volgende schoep. Hierdoor ontstaat bij de overgang tussen het rechte-en het gebogen gedeelte van de schoep een knik die een weinig is afgerond, welke knik met het cijfer 12 is aangeduid.

Zoals hiervoor reeds is gezegd is het inwendige van de 10 rotor vanaf zijn kopvlakken toegankelijk en om deze toegankelijkheid te verbeteren zijn de binnenranden 13 van de schoepen tussen het omwentelingslichaam 5 en de eindronden 7 sterk afgerond zoals duidelijk uit de fig. 1 en 2 blijkt. Voor een goede geleiding van de lucht vanaf de kopvlakken naar de binnenzijde van de rotor die bij het aan-15 blazen wordt aangezogen dient voorts nog een trechtervormige gelei-dingsring 14 waarvan er in fig. 1 slechts een afgebeeld. De ringen 14 kunnen op de einden van schoepen zijn ondersteund maar wanneer voor een nog nader te beschrijven doel gebogen delen 9 van de schoepen ten opzichte van de recht verlopende delen 8 van de schoepen verstelbaar 20 zijn kunnen deze ringen ook worden toegepast voor het ondersteunen van scharnierassen van de gebogen delen 9. Deze situatie is voor een schoep in de figuren 2 en 3 afgebeeld, waarbij de scharnieras met het verwijzingscijfer 15 is aangeduid. Aan de kopvlakken van de rotor wordt bij het aanblazen door de wind in tangentiale richting van de 25 rotor een zuigstroom van secundaire lucht opgewekt die ongeveer volgens de pijl 16 in fig. 1 naar het inwendige van de rotor verloopt. Deze relatief sterke aanwijsbare luchtstroming treedt in radiale richting naar buiten en strijkt langs het knikpunt 12 en zal door zijn kinetische energie slechts langzaam voorbij dit knikpunt in de richting 30 van de convexe zijde van het gedeelte 9 worden afgebogen. Hierdoor ontstaat een extra effekt die op de schoep inwerkt en wel in de draairichting van de schoep, zodat deze luchtstroom bijdraagt in het nuttig effekt van de rotor.

Wanneer de rotor in een van vangschoepen voorzien huis is 35 geplaatst, zoals in fig. 4 is aangetoond dat dient het huis van een toegang voor het stromend medium of lucht naar het inwendige van de 79 0 5 80 0 _ 5 - < ΐ rotor voorzien te zijn.

In Fig. 4 is een axiale doorsnede van een dergelijk huis weergegeven waarbij de vangschoepen 17 zijn aangebracht tussen twee ringen 18. De as van de rotor die door de omwentelingslichamen 5 5 loopt kan steken door eindschilden 19 welke eindschilden op een afstand van de ringen 18 zijn geplaatst. Om de doorgang 20 voor de rotoras is een geleiding 21 aangebracht, die eveneens de vorm van een omwentelingslichaam met gebogen mantelvlak heeft. Hierdoor kan dus de lucht gemakkelijk in de ruimte 22 tussen de schilden 19 en de 10 ringen 18 naar het inwendige van de rotor aangezogen worden terwijl de aangeblazen luchtstroom door de vangschoepen 17 direkt op de schoepen 2 van de rotor inwerkt. Bovendien zijn in de ruimte 22 eveneens vangschoepen 23 aangebracht, zodat de binnentredende lucht reeds in de rotatierichting wordt geleid. De eindschilden 19 zijn zodanig 15 uitgevoerd dat meer rotors in axiale richting in eikaars verlengde kunnen worden geplaatst waarbij dus steeds tussen de rotors een ruimte aanwezig is die toegankelijk is voor het stromend medium.

7905800

Claims (13)

1. Door een stromend medium aangedreven inrichting, in het bijzonder een windmotor met een van schoepen voorziene rotor met vertikale as, waarbij in het centrale gedeelte van de rotor een kern is aangebracht in de vorm van een omwentelingslichaam met bij de as 5 tenminste één smal toelopend eind dat overgaat in een in radiale richting vergroot gedeelte, met het kenmerk, dat het mantelvlak van het omwentelingslichaam een gebogen verloop heeft met kromtemiddelpunten buiten het omwentelingslichaam en dat de schoepen zich tot voorbij het smal toelopend eind van dit omwentelingslichaam 10 in axiale richting uitstrekken.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in axiale richting de schoepen nabij de as van de rotor een geringere hoogte hebben dan op een in radiale richting van de rotor verder liggend deel van de schoepen.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het ken merk, dat het van een gebogen mantelvlak voorziene omwentelingslichaam nabij de as van de rotor twee smal toelopende einden bezit 7905800 die trompetvormig overgaan in een centraal middengedeelte van het omwentelingslichaam en de schoepen van de rotor zich van het brede centrale middengedeelte uitstrekken.

4. Inrichting volgens conclusies 1-3, met het ken-5 merk, dat de schoepen ter plaatse van het omwentelingslichaam in radiale richting een recht verloop hebben welke schoepen buiten het omwentelingslichaam in radiale richting een gebogen verloop hebben.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het ken- 70 merk, dat een raaklijn aan het gebogen gedeelte van de schoep nabij het rechte gedeelte hiervan in radiale richting een hoek maakt met dit rechte gedeelte.

6. Inrichting volgens conclusies 4-5, m.et het ken merk, dat de koorde van het gebogen gedeelte verloopt in de 15. richting van de overgang tussen het vlakke- en het gebogen gedeelte van een volgende schoep.

7. Inrichting volgens conclusies 4-6, met het ken merk, dat de overgang tussen hë: rechte- en het gebogen gedeelte van de schoep is afgerond.

8. Inrichting volgens conclusies 1-7, met het ken merk, dat de rotor aan zijn beide einden bij het kopvlak voor het stromend medium toegankelijk is.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de open einden van de rotor zijn voorzien van een of 25 meer trechtervormige geleidingsringen.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de geleidingsringen op de einden van de schoepen zijn aangebracht.

11. Inrichting volgens conclusies 1-8, met het ken-30 merk, dat twee of meer van kernen voorziene rotors in axiale richting in eikaars verlengde liggen, waarbij tussen de rotors ruimte aanwezig is die voor het stromend medium toegankelijk is. 79 0 5 8 0 ff Ϋ V

12. Inrichting volgens conclusies 1-9, waarbij de rotor is ondergebracht in een van leidschoepen voorzien huis, met het kenmerk, dat het huis op plaatsen bij de einden van de rotor of rotors van toegangen voor het stromend medium naar de as van de 5 rotor is voorzien.

13. Inrichting volgens conclusies 1-10, met het kenmerk, dat de schoepen van de rotor aan hun van de as verwijderde randen zijn afgerond. 7905800