NL8500252A

NL8500252A - Water-wheel unit for power generation - is mounted on pontoon to give constant immersion depth

Info

Publication number: NL8500252A
Application number: NL8500252A
Authority: NL
Original assignee: Wilhelmus Johannes Borsboom
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1986-08-18

Abstract

The unit comprises one or more waterwheels converting the energy in a current of water into another form of power. Each waterwheel (4) is mounted in or on a pontoon (1), so that it is always immersed in the water at a constant desired depth. It is typically used to drive an electric generator (15). The pontoon can be secured by ropes or pipes to anchors in a fixed wall or the riverbed, the height at which it floats being adjustable by flooding its compartments.

Description

• « * - 1 -• «* - 1 -

Inrichting omvattende ten minste ëën schoepenrad of dergelijk werktuig voor het omzetten van de in stromend water aanwezige energie in een andere vorm van energie.Device comprising at least one impeller or the like tool for converting the energy present in flowing water into another form of energy.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting omvattende ëên of meer schoepenraderen of dergelijke werktuigen voor het omzetten van de in stromend water aanwezige energie in een andere vorm van energie.The invention relates to a device comprising one or more paddle wheels or the like tools for converting the energy present in running water into another form of energy.

5 Een dergelijke inrichting is bijvoorbeeld de van ouds bekende houtzaagmolen, waarbij de zaag in verbinding staat met de as van een schoepenrad, dat wordt aangedreven door stromend water. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het water van een rivier of beek, waarbij 10 door middel van stuwen, damwanden of dergelijke gezorgd moet worden, dat bij elke waterstand het water op de juiste wijze aan het schoepenrad wordt toegevoerd.Such a device is for instance the traditionally known wood sawmill, in which the saw communicates with the shaft of a paddle wheel, which is driven by running water. Use is made here of the water of a river or stream, whereby it must be ensured by means of weirs, sheet piling or the like that the water is correctly supplied to the impeller at every water level.

Ook is het bekend stuwdammen in rivieren aan te brengen, zodat het toestromende water daardoor wordt 15 tegengehouden en het hoogteverschil van het water tussen de beide zijden van de stuw gelijk benut kan worden voor de aandrijving van turbines of dergelijke. Hoewel dit uiteraard het voordeel met zich brengt, dat een zekere hoeveelheid energie kan worden opgeslagen, is vaak een be-20 zwaar, dat hierbij grote landoppervlakten onder water komen te staan en aandrijfvuil moet worden afgevoerd,It is also known to arrange dams in rivers, so that the inflowing water is thereby stopped and the difference in height of the water between the two sides of the weir can be used equally for driving turbines or the like. Although this obviously has the advantage that a certain amount of energy can be stored, it is often difficult that large land areas are flooded and drive dirt has to be removed,

De uitvinding beoogt nu deze bezwaren, ten minste gedeeltelijk, op te heffen en voorziet er daartoe in, dat het schoepenrad of dergelijk werktuig wordt geplaatst in, 25 voor of naast een ponton, zodanig dat het schoepenrad steeds met de gewenste hoogte in het water steekt, waarbij het schoepenrad in het bijzonder een dynamo aandrijft voor het opwekken van elektrische energie.The invention now aims, at least in part, to overcome these drawbacks and provides for this purpose that the impeller or the like tool is placed in, in front of or next to a pontoon, such that the impeller always protrudes into the water at the desired height. the impeller in particular driving a dynamo for generating electrical energy.

Een dergelijke inrichting kan overal daar worden 30 geplaatst waar het water van een rivier of beek een voldoend hoge stroomsnelheid heeft. Eventueel zal de bedding of de wal enigszins kunnen worden aangepast, maar dergelijke ingrepen kunnen een beperkte omvang hebben.Such a device can be placed anywhere where the water of a river or stream has a sufficiently high flow rate. It may be possible to adapt the bed or the shore somewhat, but such interventions may be limited in scope.

35 Door het direkt aandrijven van een, eveneens op 8500252 3 ι, t - 2 - de ponton geplaatste, dynamo is het overbrengen van de opgewekte energie naar de wal eenvoudig en levert dit geen problemen op.By directly driving an alternator, also placed on 8500252 3, t - 2 - the pontoon, the transfer of the generated energy to the shore is simple and does not cause any problems.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uit-5 vinding zal de ponton op het water drijven en zijn vastgelegd aan de vaste wal of aan in de bodem van de rivier of dergelijke aangebrachte ankers door middel van kabels, buizen of dergelijke.According to a preferred embodiment of the invention, the pontoon will float on the water and be fixed to the shore or to anchors placed in the bottom of the river or the like by means of cables, pipes or the like.

Op deze wijze is verzekerd, dat het schoepenrad 10 steeds over de gewenste hoogte in het water steekt en geen hinder wordt ondervonden van het stijgen of dalen van het waterniveau.In this way it is ensured that the impeller wheel 10 always protrudes into the water over the desired height and that no disturbance is experienced from the rise or fall of the water level.

Om nog nauwkeuriger de onderdompeling van het schoepenrad in het water te bepalen, kan er in worden 15 voorzien dat het drijfvermogen van de ponton regelbaar is, zoals door middel van het vullen van compartimenten van de ponton met water.In order to determine even more accurately the immersion of the impeller in the water, provision can be made for the buoyancy of the pontoon to be adjustable, such as by filling compartments of the pontoon with water.

De ponton kan verder zijn voorzien van ten minste drie steunpoten waarop de gehele ponton kan komen te 20 rusten bij een extreem lage waterstand, zodat het schoepenrad de bodem niet zal raken.The pontoon can further be provided with at least three support legs on which the entire pontoon can come to rest at an extremely low water level, so that the impeller wheel will not touch the bottom.

Een dergelijke maatregel zal in het bijzonder worden toegepast bij relatief ondiepe rivieren om beschadiging van het schoepenrad te voorkomen. Uiteraard 25 zal het door het schoepenrad geleverde vermogen afnemen wanneer dit minder diep in het water is ondergedompeld.Such a measure will in particular be applied to relatively shallow rivers to prevent damage to the impeller. Naturally, the power supplied by the impeller wheel will decrease when it is immersed less deeply in the water.

Om te voorkomen dat de ponton een te schuine stand in gaat nemen wanneer de poten op de bodem komen te rusten, kan de lengte van de poten variabel zijn.The length of the legs can be variable to prevent the pontoon from tilting when the legs rest on the bottom.

30 Uiteraard moet een minimale lengte worden aangehouden om mogelijke beschadiging van het schoepenrad te voorkomen.30 A minimum length must of course be maintained to prevent possible damage to the impeller.

Verder is ook de mogelijkheid aanwezig de ponton al dan niet drijvend uit te voeren en in hoogterichting ver-35 stelbaar aan te brengen langs drie of meer op of in de bodem van de rivier of dergelijke rustende poten, waarbij is voorzien in middelen waardoor de stand van de ponton ten opzichte van de poten zich aanpast op het waterniveau.Furthermore, it is also possible to design the pontoon to be floating or not, and to be adjustable in height direction along three or more legs resting on or in the bottom of the river or the like, wherein means are provided by which the position of the pontoon relative to the legs adjusts to the water level.

Een dergelijke uitvoering kan bijvoorbeeld worden 40 toegepast bij een relatief stabiele ondergrond. Hierbij 8500252 - 3 - blijft de ponton en dus de gehele inrichting nauwkeurig op zijn plaats en wordt hij slechts in hoogterichting op het waterniveau aangepast.Such an embodiment can for instance be applied with a relatively stable surface. 8500252 - 3 - the pontoon and thus the entire device remains precisely in place and is only adjusted in height direction at the water level.

Indien gewenst kunnen de schoepen zijn voorzien 5 van uitklapbare of uitschuifbare delen ter vergroting van het werkzame oppervlak ervan.If desired, the blades can be provided with fold-out or extendable parts to increase their active surface.

Hiermee kan enerzijds worden bereikt, dat de inrichting nog kan worden gebruikt bij een waterniveau dat lager is dan het normaal aanwezige waterniveau, 10 zonder dat de inrichting geheel buiten bedrijf moet worden gesteld, waarbij uiteraard wel met een verminderde energie-opbrengst rekening moet worden gehouden. Ook bij een normaal waterniveau kan het soms gewenst zijn dat de inrichting minder energie levert, bijvoorbeeld 15 wanneer weinig of geen energie wordt afgenomen.On the one hand, this can achieve that the device can still be used at a water level that is lower than the water level normally present, without the device having to be put out of operation entirely, although a reduced energy yield must of course be taken into account. . Also at a normal water level it may sometimes be desirable for the device to supply less energy, for instance when little or no energy is taken off.

Om beschadiging van het schoepenrad te voorkomen zal de ponton, aan ten minste de naar het toestromende water toegekeerde zijde, zijn voorzien van in het water stekende kammen of dergelijke voor het doorlaten 20 van water maar het afbuigen van verontreinigingen zodat deze langs het ponton c.q. schoepenrad heen zullen gaan. De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de ‘ hand van een uitvoeringsvoorbeeld, weergegeven in de tekening, waarin: 25 fig, 1 schematisch een bovenaanzicht toont van een inrichting volgens de uitvinding; en fig. 2 schematisch een zijaanzicht toont van de inrichting van fig, 1,In order to prevent damage to the impeller, the pontoon will, at least on the side facing the incoming water, be provided with combs or the like protruding into the water for the passage of water, but deflecting impurities so that they pass along the pontoon or impeller wheel will go. The invention is now further elucidated on the basis of an exemplary embodiment, shown in the drawing, in which: Fig. 1 schematically shows a top view of a device according to the invention; and Fig. 2 schematically shows a side view of the device of Fig. 1,

De in de tekening weergegeven inrichting omvat 30 de ponton 1, die kan drijven in water waarvan het niveau is aangeduid met 2. In de ponton 1 bevindt zich de opening 3 met daarin het schoepenrad 4, dat is samengesteld uit een buisvormig deel 5, twee eindschotten 6 en schoepen 7. De eindschotten 6 worden ondersteund 35 door middel van een as 8, die draaibaar is gelegerd op twee steunblokken 9, aangebracht op de ponton,The device shown in the drawing comprises the pontoon 1, which can float in water, the level of which is indicated by 2. In the pontoon 1, the opening 3 contains the impeller wheel 4, which is composed of a tubular part 5, two end bulkheads 6 and vanes 7. The end bulkheads 6 are supported 35 by a shaft 8, which is rotatably mounted on two support blocks 9, mounted on the pontoon,

Op het ene eindschot 6 is een vertanding 10 aangebracht, die in aangrijping is met een rondsel 11, dat via een as 12, die op verder niet weergegeven wijze 40 door de ponton wordt ondersteund, het tandwiel 13 aan- 85 C 0 2 5 2 - 4 - ι drijft,, dat in aangrijping is met het tandwiel 14 voor het aandrijven van de dynamo 15.On one end bulkhead 6 a toothing 10 is arranged, which meshes with a pinion 11, which is supported by a shaft 12, which is supported by the pontoon in a manner not further shown 40, the gear wheel 13 C 0 2 5 2 Floats in engagement with the gear 14 to drive the alternator 15.

De ponton is voorzien van poten 16, waardoor voorkomen wordt, dat het schoepenrad 4 in aanraking kan komen 5 met de bodem van het water, wanneer het niveau 2 een extreem lage stand bereikt. Het water stroomt naar de ponton toe in de richting van de pijl P en om te voorkomen dat in het water drijvende verontreinigingen met het schoepenrad 4 in aanraking kunnen komen, zijn de afschermin-10 gen 17 aangebracht, die bijvoorbeeld de vorm hebben van tanden en die een schuine stand in zullen nemen ten opzichte van de stromingsrichting, zodat de er tegenaan drijvende verontreinigingen door de stroom mee zullen worden genomen maar buiten het schoepenrad 4 om, 15 Het zal duidelijk zijn dat slechts een mogelijke uitvoeringsvorm van de uitvinding in de tekening is weergegeven en in het bovenstaande is beschreven en dat vele wijzigingen kunnen worden aangebracht zonder buiten de uitvindingsgedachte te vallen.The pontoon is provided with legs 16, which prevents the impeller 4 from coming into contact with the bottom of the water when the level 2 reaches an extremely low position. The water flows towards the pontoon in the direction of the arrow P and to prevent impurities floating in the water from coming into contact with the impeller 4, the shields 17, which are for instance in the form of teeth and which will assume an inclination with respect to the flow direction, so that the impurities floating against it will be carried along by the flow but outside the impeller 4, it will be clear that only one possible embodiment of the invention is in the drawing and has been described above, and many changes can be made without departing from the inventive concept.

20 Zoals bijvoorbeeld reeds boven gezegd, kunnen de schoepen zijn voorzien van uitklapbare of uitschuifbare delen, kunnen de poten 16 in lengte verstelbaar zijn.As stated above, for example, the blades can be provided with fold-out or extendable parts, the legs 16 can be adjustable in length.

Al deze mogelijkheden zullen echter voor de deskundige duidelijk zijn.However, all these possibilities will be clear to the skilled person.

25 Daaronder valt bijvoorbeeld ook het aanbrengen van een variabele of eventueel continu variabele overbrenging tussen het door het schoepenrad aangedreven tandwiel en de as van de dynamo, zodat de laatste steeds met het meest gewenste toerental kan draaien.This includes, for example, the provision of a variable or possibly continuously variable transmission between the gear wheel driven by the impeller wheel and the shaft of the alternator, so that the latter can always rotate at the most desired speed.

30 De ponton kan vrij van ijs worden gehouden door middel van de opgewekte energie zodat zich zo weinig mogelijk bedrijfsonderbrekingen voordoen.30 The pontoon can be kept free of ice by means of the generated energy so that there are as few interruptions as possible.

< 8500252<8500252

Claims

Device comprising one or more paddle wheels or similar tools for converting the energy present in running water into another form of energy, characterized in that the impeller wheel 5 (4] or the like tool is placed in, in front of or next to a pontoon (1), such that the impeller (4) always protrudes into the water at the desired height, the impeller (4) in particular driving a dynamo (15} for producing electrical energy.

2. Device according to claim 1, characterized in that the pontoon (1) floats on the water and is fixed to the shore or to anchors mounted in the bottom of the river or the like by means of cables, pipes or the like.

3. Device according to claim 2, characterized in that the buoyancy of the pontoon (1) is controllable, such as by filling compartments of the pontoon with water.

4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the pontoon (1) is provided with at least three support legs (16} on which the entire pontoon (1} can come to rest at an extremely low water level, so that the impeller wheel (4} will not touch the bottom,

5. Device according to claim 4, characterized in that the length of the legs (16} is variable,

6. Device according to claim 1, characterized in that the pontoon (1} is adjustable in height along three or more resting legs (16} on or in the bottom of the river or the like, wherein means are provided by which the position of the pontoon relative to the legs adjusts to the water level 8500257-6 (2).

7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the blades (7) are provided with fold-out or telescopic parts to increase their active surface,

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the pontoon, on at least the side facing the incoming water, is provided with combs (17) or the like protruding into the water for water passage but deflection of contaminants so that they pass along the pontoon cg impeller (4) will go.

9. Device as described and / or shown in the drawing. 8 * ^ 0252