BE1020282A5 - Turbine met variabele rotor. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een turbine die wordt aangedreven door de stromingsenergie van een fluïdum, zoals, stoom, wind, perslucht, ontbranding van brandstoffen, getijden, enz ... De turbine heeft één of meerdere rotoren waarbij dat, in tegenstelling met bestaande turbines, de rotor van de uitvinding niet alleen schoepen, maar ook de zijwanden (rotorwanden) heeft die deel uitmaken van de rotor en dus niet van een turbinebehuizing. De rotorkamers, dit zijn de ruimtes tussen elke twee schoepen en de gedeeltes rotorwand tussen de twee schoepen, hebben een variabele volume-inhoud tijdens het rotoren. Dit is het gevolg van het kenmerk dat de rotorwanden niet evenwijdig zijn aan elkaar en van het kenmerk dat de schoepen , die zich tussen de rotorwanden bevinden, zo geconstrueerd zijn dat zij zich aanpassen aan de varierende breedte van de rotorwanden tijdens het roteren. De druk in de rotorkamers zet zich over op de rotorschepen en op de rotorwanden waardoor de rotor zowel als een impulsturbine als een reactieturbine zal werken.

Description

TURBINE MET VARIABELE ROTOR

II BESCHRIJVING

Momenteel bestaan er allerlei soorten turbines die worden aangedreven door de stromingsenergie van een fluïdum.

Zo zijn er gasturbines, stoomturbines, straalturbines, windturbines, enz...

Traditionele turbines zijn constructies waarbij de druk wordt overgebracht op schoepen die op hun beurt dan roteren. Deze schoepen roteren rond een as, al dan niet in een behuizing.

De uitvinding heeft betrekking op een turbine met een variabele rotor die kan worden aangedreven door de stromingsenergieën van verschillende soorten fluïdum zoals wind, waterkracht, getijdenstromingen, vloeistofverplaatsingen, stoom, perslucht, oliedruk, ontbranding van gas en brandstoffen of brandstofmengsels, enz......

De uitvinding kan dus in verschillende toepassingsvormen aangewend worden.

Na dit deel met de algemene beschrijving van de uitvinding zijn er twee toepassingsvoorbeelden met beschrijvingen en tekeningen hierbij gevoegd·.

Een eerste voorbeeld waarbij de variabele rotorturbine wordt aangedreven door de druk voortgebracht door de ontbranding van een brandstof of een brandstofmengsel (benzine, gas, enz....)

En een tweede toepassingsvoorbeeld waarbij de variabele rotorturbine wordt aangedreven door de stromingsenergie van de getijdenwerking.

Naast deze twee toepassingsvoorbeelden zijn er nog zeer veel mogelijkheden van toepassing met verschillende vormen van fluïdum.

Het is evident dat naargelang de toepassing het soort van constructiemateriaal waarin de turbine moet worden uitgevoerd zal verschillen of zal aangepast zijn aan de eigenschappen van het fluïdum.

De toepassing als windturbine zal principieel dezelfde zijn als voor de stoomturbine maar omwille van de aard van het fluïdum (bv. de temperatuur van stoom) zal het constructiemateriaal en de behuizing aangepast zijn.

De hiernavolgende gedetailleerde beschrijving en figuren in bijlage dienen enkel bij wijze van voorbeeld en tonen niet in beperkende zin een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

De figuren die bij deze beschrijving horen zijn 1,2,3,4, 5 en 6.

De uitvinding is een turbine die hoofdzakelijk bestaat uit een turbinehuis en uit een rotor. Naast de algemene beschrijving van de uitvinding met vier schoepen (figuren 1,2 en 3) is hier in dit deel ook nog een variante beschreven met acht schoepen en een variante van de schoepwerking (figuren 4, 5, en 6).

Het essentiële element van de turbine dat als nieuw kan beschouwd worden is vooral de rotor. De rotor is zodanig geconstrueerd dat hij de druk van het fluïdum optimaal benut en daardoor een zeer hoog rendement behaalt.

Op figuur 1 zien we een zijaanzicht op de turbine met het turbinehuis (1) en de schoepen (4) (in streeplijn).

Links is er aan het turbinehuis een instroomopening (5)voorzien waarlangs het fluïdum (7) binnenstroomt, en rechts is er een uitstroomopening (6) waarlangs het fluïdum (8) de turbine verlaat.

Het turbinehuis (1) omsluit de rotor (behalve langs de in- en uitstroomzijde) en heeft ook de lagerhuizen (2) waarin de rotoras (3) gelagerd is.

Figuur 2 is een zijaanzicht volgens de lijn I-I. Hierbij is het voorste gedeelte van het turbinehuis niet getekend omwille van de duidelijkheid.

Figuur 3 is een bovenaanzicht volgens de lijn ΙΙ-Π.

Figuur 3 geeft een zicht op de rotor zonder het turbinehuis.

De elementen van de rotor bestaan voornamelijk uit rotorschoepen (4), een rotoras (3), rotorwanden (9) en rotorkamers (10).

De rotorkamers (10) zijn de ruimtes in de rotor die gevormd (of begrensd) worden telkens tussen twee rotorschoepen (4) en de gedeelten rotorwand tussen die twee schoepen (9).

De rotor telt vier schoepen, dus zijn er vier rotorkamers.

Tussen elke twee schoepen bevindt zich een rotorkamer.

Een eerste kenmerk van de rotor is terug te vinden in de rotoras.

De rotor-as (3) is door middel van lagers (2) bevestigd in het turbinehuis (1). De lagerhouders van het turbinehuis staan niet evenwijdig ten opzichte van elkaar maar maken een hoek. Hierdoor zal de rotoras, waarmee de rotor roteert in het turbinehuis, niet in een rechte lijn liggen maar ook een hoek maken.

De rotoras is in het midden van de rotor geknikt (11) en verbonden door een cardan-, scharnier- of bolkoppeling (12).

Als variante kan men, in plaats van een geknikte rotoras, een flexibele (buigbare) as gebruiken.

Een andere variante zou erin kunnen bestaan dat de as in het midden tussen de rotorwanden onderbroken is en dat men een “plooibare” verbinding tussen de rotorwanden realiseert door middel van de schoepen.

Een derde variante zou, bij sommige toepassingen, erin kunnen bestaan dat men geen rotoras gebruikt maar dat men de rotorwanden laat roteren in de (niet evenwijdige) buitenranden van het turbinehuis, waarbij men die buitenranden zou kunnen voorzien van een lagerring.

Aan de rotoras (3) zijn de rotorwanden (9) en de rotorschoepen (4) bevestigd.

Indien men bij bepaalde toepassingen een variabele rotorturbine wil construeren met een regelbaar vermogen of rendement dan is dit eenvoudig te realiseren door het turbinehuis uit te rusten met regelbare of kantelbare lagerhouders.

Op die manier wordt ook de rotoras regelbaar (kantelbaar over een aantal graden) en kan men de hoek tussen de rotorwanden manipuleren waardoor men ook het vermogen kan regelen.

Andere essentiële kenmerken van de turbine zijn terug te vinden in de rotorwanden (9).

Een verschil met een gewone turbine is dat bij de turbine van de uitvinding de zijwanden van turbine geen deel uitmaken van de behuizing, maar deel uitmaken van de rotor en dat ze ook mee roteren. Daarom zijn de rotorwanden (9) bevestigd aan de rotoras (3).

De omzetting van druk (F) naar beweging wordt niet alleen gerealiseerd door de schoepen maar ook, en vooral door de rotorwanden. Deze rotorwanden (9) optimaliseren de omzetting van druk (F) naar beweging.

Doordat de twee rotorwanden (9) haaks gemonteerd zijn op de geknikte rotoras (3 ), staan en roteren de wanden in een hoek ten opzichte van elkaar, en zijn dus niet evenwijdig aan elkaar. De rotorwanden roteren dus in rotatievlakken (13) die niet evenwijdig zijn aan elkaar. Hierdoor is de tussenafstand tussen de rotorwanden variabel.

Ook de schoepen (10) hebben essentiële kenmerken.

De schoepen bevinden zich tussen de rotorwanden.

Doordat de rotorwanden (9) niet evenwijdig ten opzichte van elkaar roteren heeft dit voor gevolg dat de afstand tussen de rotorwanden tijdens het roteren wijzigt.

Deze variabiliteit in de tussenafstand van de rotorwanden moeten de schoepen (4) volgen tijdens het rotoren want anders kan de rotor niet roteren.

Dm de rotor te laten roteren is het nodig dat de schoepen in vorm en/of oppervlakte (werk-ïn/of aangrijpingsoppervlakte) en/of afmetingen variabel zijn.

Zij moeten als het ware, vooral in de breedte, groter en/of kleiner kunnen worden tijdens het roteren.

Bij deze beschrijving is de variabiliteit in de vorm en de oppervlakte van de schoepen /erwezenlijkt door de schoepen in plooibare lamellen (14) te construeren waardoor de schoepen tijdens het roteren dicht of open kunnen plooien. Het is evident dat men ook nog op al van andere manieren de variabiliteit van de schoepen kan bekomen.

Zo kan men de schoepen ook in en uit elkaar laten schuiven, uitrekken, veren, over elkaar ollen, schuiven, enz.....

De variërende beweging die de schoepen tijdens het roteren maken is, net zoals de Otorwanden, in de ene helft van een rotatie (een omwenteling) een opengaande beweging, en n de andere helft van de rotatie een dichtgaande beweging.

De schoepen zijn enerzijds, in de breedte, bevestigd aan de rotoras en anderzijds, in de lengte, levestigd aan de rotorwanden.

ien ander essentieel kenmerk, en een logisch gevolg van de bovenstaande kenmerken, bestaat :rin dat de volume-inhoud van de rotorkamers (10) variabel is tijdens het roteren. Een otorkamer is de ruimte die zich bevindt tussen (en begrensd is door) elke twee schoepen en Ie gedeeltes van de rotorwanden tussen die twee schoepen. De variabele rotor heeft, in dit Oorbeeld, vier schoepen en dus ook vier rotorkamers.

)e wanden van elke rotorkamer bestaan uit twee schoepen ( de schoepwanden van de egenover elkaar liggende schoepen waartussen een rotorkamer zich bevindt) en langs weerszijden het stuk rotorwand (in dit geval V« van de oppervlakte van de rotorwand) tussen ie schoepen.

"ijdens het roteren, zal elke rotorkamer (10) zijn inhoudelijk volume variëren omdat de otorwanden (9) geen evenwijdig rotatievlak (13) hebben en omdat de schoepen (4) ook mee rariëren tijdens het roteren. Daar waar de rotorwanden het dichtst bij elkaar staan zal het olume van de rotorkamer het kleinst zijn en daar waar de rotorwanden het verst van elkaar taan (of roteren) zal het volume van de rotorkamer het grootst zijn.

Vanneer er in een rotorkamer een drukvermeerdering (F) optreedt zal de druk aangrijpen op e wanden van de rotorkamer.

)e wanden van een rotorkamer zijn de twee, tegenover elkaar liggende, rotorschoepen /aartussen een rotorkamer zich bevindt en de gedeeltes van de twee rotorwanden tussen de vee betreffende rotorschoepen.

)e druk grijpt aan op de schoepen en op de rotorwanden en doet de rotor roteren waardoor dat e rotorkamers in volume vergroten (op voorwaarde dat de rotorwanden zich niet op de reedste tussenafstand bevinden).

)p figuur 2 is eveneens de drukontwikkeling (F) aangegeven in de rotorkamers (10) tijdens e instroom van het fluïdum.

)e volumewijziging van de rotorkamer kan maar doorgaan als de rotor zich beweegt in de 'chting waarin de volume-inhoud van de rotorkamer kan toenemen.

)it is de richting waarbij de rotorwanden en de rotorschoepen opengaan.

)e druk in de rotorkamer, als gevolg van de stromingsenergie van het fluïdum, zet zich over p de rotorwanden en op de rotorschoepen.

.én van de twee schoepen van een rotorkamer zal altijd een groter aangrijpingsoppervlakte ebben dan de andere omdat de rotorwanden schuin staan ten opzichte van elkaar.

>e druk op de schoep met het kleinste aangrijpingsoppervlakte zal het enige element zijn dat sn negatief draaimoment veroorzaakt.

De druk op de schoep met het grootste aangrijpingsoppervlakte en de druk op de rotorwanden ,tussen de twee schoepen van een rotorkamer, zullen resulteren in een positief draaimoment. De druk in de rotorkamer zal de rotor dus doen roteren in de richting waarin de rotorwanden en de schoepen open gaan en waarin dus een volumevergroting van de rotorkamer gebeurt. Tijdens het roteren gaan zowel de rotorwanden als de schoepen voortdurend open en dicht. Hierdoor gaan de volumes van de rotorkamers gedurende de helft van een rotatie (de helft van een omwenteling), traploos van hun kleinste volume over naar hun grootste volume, om dan tijdens de andere helft van de rotatie van hun grootste volume terug te roteren naar hun kleinste volume.

Tijdens het roteren van de rotor, wijzigt de tussenafstand van de rotorwanden, wordt deze variabiliteit gevolgd door de rotorschoepen, en wijzigt de volume-inhoud van de rotorkamers. Daarom wordt de uitvinding een variabele rotorturbine genoemd.

In figuur 1, 2 en 3 is een voorbeeld van de uitvinding met een rotor met vier schoepen uitgewerkt.

Het is evident dat er ook rotoren met meer of minder schoepen kunnen geconstrueerd worden (zie de hiernavolgende variante). Ook kan men turbines construeren met meerdere rotoren in een turbinehuis (zie het tweede toepassingsvoorbeeld als getijdenturbine).

In figuur 1,2,en 3 zien we dat het rotorhuis een grote instroom- en uitstroomopening heeft waardoor de rotor op die plaatsen niet omsloten is door het turbinehuis.

Op die instroom- en uitstroomopeningen zijn de rotorkamers dus niet afgesloten door het turbinehuis maar open aan de buitenzijde.

Op de figuur 4 is een variante te zien van de uitvinding waarbij de instroom- en uitstroomopeningen kleiner gemaakt zijn en waardoor de rotor bijna geheel omsloten is.

Het geheel of gedeeltelijk omsluiten van de rotor met een behuizing zal afhangen van de aard van het fluïdum. Stoom zal een meer gesloten behuizing vragen dan wind.

Hierdoor zal het in sommige toepassingen zo zijn dat, wanneer de rotor maar gedeeltelijk omsloten is, dat de rotorkamers ook meer open (buitenzijde) roteren en minder afgesloten zijn door het turbinehuis.

In die toepassingen zal het turbinehuis meer functioneren als een geleiding van het fluïdum.

In andere toepassingen zal men zien dat de behuizing de rotor volledig omsluit waardoor de rotorkamers ook niet meer open zijn aan de buitenzijde maar afgesloten door de behuizing.

In deze toepassingen zal het turbinehuis nodig zijn voor de drukopbouw van het fluïdum.

In de twee toepassingsvoorbeelden (na dit deel met de algemene beschrijving) is één voorbeeld opgenomen met een gedeeltelijke omsluiting van de rotor door het turbinehuis (getijdenturbine) en een ander voorbeeld met een volledige omsluiting van de rotor door het :urbinehuis (verbrandingsturbine).

ETet is ook zo dat men de variabele rotorturbine, bij sommige soorten fluïdum (bijvoorbeeld wind), kan toepassen zonder gebruik te maken van de omsluiting van een turbinehuis of Dehuizing.

Figuur 4 is een zijaanzicht op een variante van de uitvinding met acht schoepen (15) (in ïtreeplijn) en dus ook acht rotorkamers (16) in plaats van vier.

De toepassing volgens figuur 2 kan ook door verschillende soorten fluïdum worden langedreven zoals gas, stoom en vloeistoffen, enz....

De aanvoer van het fluïdum gebeurt langs de buizen (17), en de afvoer gebeurt langs de juizen (18).

De af- en aanvoerbuizen zijn aangebracht in het turbinehuis (19).

\an het turbinehuis zijn ook de lagerhouders (20) voor de rotoras (21) zijn bevestigd.

In dit voorbeeld is de geknikte rotoras (21) gekoppeld met een grote bolkoppeling (22) (diametraal bekeken).

In deze variante is te zien dat niet het volledige oppervlakte van het gedeelte rotorwand (van buitenrand tot het center van de rotor) tussen schoepen is gebruikt voor de wanden van de rotorkamer maar enkel het buitenste gedeelte.

Dit is een uitvoering die kan overwogen worden uit rendementsoverwegingen en om het verbruik te beperken.

Hoe dichter bij het center hoe minder rendement de drukontwikkeling creëert op de rotorwanden (23) en op de schoepen (15).

Hierdoor hebben ook de schoepen (15), in verhouding tot de volledige diameter van de turbine, in deze variante, een kleinere lengte dan in de eerste beschrijving.

De lengte en de breedte van de schoepen en/of de oppervlakte van de rotorwanden zal naargelang de aard of de eigenschappen van het fluïdum, en dus uit rendementsoverwegingen, moeten aangepast worden.

De variabiliteit van de schoepen, zie figuur 5, is in de variante niet bekomen door een lamel-/ormige structuur, maar door een uitvoering in een soort veerstaal dat tijdens de rotatie kan loorbuigen (24) en terugveren (25).

Dp figuur 6 is een schematisch voorstelling gegeven van een doorsnede op de rotorkamers [16) tijdens de instroom van het fluïdum.

De pijltjes (F) geven de drukontwikkeling weer op de schoepen (15) en op de rotorwanden [23).

Maast de schoepen dragen dus ook de rotorwanden in belangrijke mate bij tot het rendement /an de turbine omdat zij ook de zijdelingse druk in de rotorkamer omzetten in beweging.

Samengevat kan men dus stellen dat de uitvinding een turbine betreft waarvan de rotor in /orm en/of afmetingen en/of oppervlakte variabele schoepen heeft, niet-evenwijdige, needraaiende rotorwanden, en in volume variërende rotorkamers heeft.

£oals gesteld is het verschil met een gewone turbine dat bij de turbine van de uitvinding de iruk van het fluïdum zowel op de rotorwanden als op de rotorschoepen wordt omgezet in jeweging.

De druk in de rotorkamers zal zich zowel op de rotorwanden als op de rotorschoepen jverzetten waardoor de rotorkamer zal uitzetten.

Doordat de uitvinding toelaat dat de rotorkamer kan uitzetten en dus in volume kan vergroten ndien de rotor roteert, zal de rotor bewegen in de richting waarin de volumevergroting kan daatsvinden.

De druk zal de rotor doen bewegen in de richting waarin de tussenafstand van de rotorwanden ;n de oppervlakte van de schoepen vergroot.

De uitvinding laat toe dat de rotorkamer kan uitzetten of krimpen omdat de wanden (schoepen :n rotorwanden) van de rotorkamer kunnen variëren in afmetingen, tussenafstanden, vorm, en lergelijke.

iet is evident dat men, bij de meeste toepassingen, de dmktoename moet laten gebeuren waar Ie rotorwanden het dichtst bij elkaar staan.

lij de turbine van de uitvinding is er dus een veel grotere oppervlakte die omzetting van :nergie doet wat resulteert in een veel beter rendement en veel minder verbruik dan de raditionele turbines.

lij de bestaande turbines kan men een globaal onderscheid maken tussen impulsturbines en eactieturbines.

Bij de turbine van de uitvinding is er zou men kunnen stellen dat een deel van de turbine werkt zoals een impulsturbine (het schoepengedeelte) en een ander deel van de turbine (de rotorwanden) werkt als een reactieturbine.

De verhouding van de afmetingen van de rotorwanden ten opzichte van de afmetingen van de schoepen zal afhankelijk zijn van de soort van fluïdum.

Het verbruik en rendement zullen anders zijn voor een windturbine dan voor een stoomturbine.

Bij een windturbine zullen de rotorwanden verder uit elkaar staan, en zullen dus ook de schoepen groter zijn dan bij een stoomturbine.

Om aan te tonen dat de turbine van de uitvinding kan worden aangedreven door de stromingsenergie van verschillende vormen van fluïdum zijn er na dit hoofdstuk met de algemene beschrijving twee toepassingvoorbeelden van de uitvinding hierbij gevoegd.

Het eerste voorbeeld is een turbine aangedreven door de ontbranding van een brandstofmengsel. Het betreft een behuizing met één variabele rotor.

Het tweede voorbeeld betreft een getijdenturbine waarbij de waterverplaatsing ten gevolge de getijden wordt omgezet in beweging.

Dit toepassingvoorbeeld van de getijdenturbine bestaat uit een turbinebehuizing met verschillende variabele rotoren die diametertraal naast elkaar zijn geplaatst.

2) EERSTE TOEPASSINGSVOORBEELD : ALS VERBRANDINGSTURBINE al Beschrijving eerste toepassingsvoorbeeld

De hiernavolgende gedetailleerde beschrijving, figuren in bijlage en beschrijving van de werking van een eerste toepassingsvoorbeeld dienen enkel bij wijze van voorbeeld en tonen niet in beperkende zin een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

De figuren die bij dit toepassingsvoorbeeld horen zijn de figuren 7 tot en met 23.

Deze toepassing van de uitvinding, zoals hierna beschreven, betreft een verbrandingsturbine met een turbinehuis waarin één variabele rotor draait.

De aandrijving gebeurt door de drukvermeerdering als gevolg van de ontbranding van een brandstof of een brandstofmengsel in de turbine.

De belangrijkste componenten van deze toepassing zijn terug het turbinehuis en de rotor.

De variabele rotor heeft vier variabele schoepen, twee niet- evenwijdige rotorwanden, vier variabele rotorkamers en een geknikte rotoras.

Bij deze toepassing is de variabiliteit van de schoepen verwezenlijkt door de schoepen in twee helften te construeren en in een vorm waardoor ze tijdens het roteren in of uit elkaar kunnen schuiven.

Als variante kan men de variabiliteit van de schoepen ook bereiken door de schoepen uit te voeren in een flexibel veerstaal zoals aangegeven in de figuur 5.

Op de figuren 7, 8, 9,10, 11 en 12 zijn de rotoronderdelen, omwille van de duidelijkheid, elke apart (gedemonteerd) getekend. Op de tekeningen 13,14,15 en 16 zien we de rotoronderdelen samengevoegd (gemonteerd) in het turbinehuis.

Op de figuren 7, 8 en 9 is het eerste hoofdelement te zien, namelijk de rechtse rotorhelft. Figuur 7 is een vooraanzicht op de binnenzijde van de rechtse rotorhelft.

Figuur 8 is een zijaanzicht volgens de lijn A-A.

Figuur 9 is een doorsnede volgens de lijn B-B.

De rechtse rotorhelft heeft vier halve schoepen (26), een rotorwand (27) en de helft van de rotoras (28) met een halve bolkoppeling (29).

De vier halve schoepen (26) zijn bevestigd aan de schijfVormige rotorwand (27) en aan de rotoras (28) met de bolkoppeling (29).

Bij de rechtse rotorwand zijn de halve schoepen gleufVormig (26) uitgevoerd.

De reden hiervan is dat de halve schoepen van de linkse rotorwand, tijdens het roteren, in en uit de gleufvormige halve schoepen van de rechtse rotorwand moeten kunnen schuiven.

De rotorwand (27) is in het center,haaks op de halve rotoras (28), bevestigd.

Op een aantal plaatsen in de rotorwand, in de schoepen en in de bolkoppeling zijn segmenten af veren (30) aangebracht om een goede afsluiting te bekomen tussen het turbinehuis en de rotoronderdelen.

Op de figuren 10,11 en 12 is het tweede hoofdelement te zien, namelijk de linkse rotorhelft. Figuur 10 is een vooraanzicht op de binnenzijde van de linkse rotorhelft.

Figuur 11 is een zijaanzicht volgens de lijn C-C.

Figuur 12 is een doorsnede volgens de lijn D-D.

De doorsnede volgens D-D is bovenaan gesneden op de schoep en onderaan juist naast de schoep.

Op de drie figuren van de linkse rotorhelft zijn de halve schoepen (31), de rotorwand (32) en ie rotoras (33) met de halve bolkoppeling (34) te zien.

Dok hier is de rotorwand (32) in het center haaks op rotoras (33) bevestigd.

De twee halve rotor-assen hebben in het midden een halve bolkoppeling waardoor de rotatie-is geknikt kan roteren.

3ij deze rotorhelft zijn er ook op een aantal plaatsen in de rotorwand, in de schoepen en in de jolkoppeling zijn segmenten of veren (35) aangebracht om een goede afsluiting te bekomen ussen het turbinehuis en de rotoronderdelen.

Dp de figuren 13,14, 15 en 16 is te zien hoe de linkse en de rechtse rotorhelften in het urbinehuis zijn gemonteerd (samengevoegd).

figuur 13 is een vooraanzicht op de turbine Het derde hoofdelement is het turbinehuis (36). iet turbinehuis omsluit de rotor volledig, waardoor de rotorkamers aan de buitenzijde »egrensd en/of afgesloten zijn door het turbinehuis.

n dit cilindervormige turbinehuis (36) zijn twee inlaatbuizen (37) en twee uitlaatbuizen (38) ;n een ontstekingsbougie (39) aangebracht. In het turbinehuis, ter hoogte van iedere inlaatbuis 37)en uitlaatbuis (38), zijn ook de inlaat- (40)en de uitlaatkleppen (41)aangebracht.

figuur 14 is een doorsnede volgens de lijn E-E. figuur 15 is een zijaanzicht volgens de lijn G-G. figuur 16 is een doorsnede volgens de lijn F-F.

Dp het turbinehuis zitten ook de rollagerhouders (42) waar de rotorassen (28)(33) van de rotor n bevestigd worden.

)e twee rollagerhouders (42) in het turbinehuis (36) staan in een hoek tegenover elkaar waardoor de twee halve rotorassen (28)(33) niet in een lijn liggen, maar een hoek maken.

)e rotorassen (28)(33) van de rotor zijn gemonteerd in de rollagerhouders (42) van het urbinehuis (36) en maken in het midden een knik.

)e knik en de verbinding van de tweedelige rotoras wordt verwezenlijkt met een lolkoppeling (29)(34).

)oor deze geknikte rotoras is het mogelijk om de twee rotorwanden (27)(32) in nevenwijdige rotatievlakken te laten roteren. Doordat de twee rotorwanden (27)(32) niet venwijdig staan ten opzichte van elkaar hebben zij een variabele tussenafstand, lierdoor zullen de schoepen (26)(31) tijdens het roteren van de rotor, al naargelang hun ositie in een rotatiecyclus, in of uit elkaar schuiven. Om dit in- en uit elkaar schuiven, in alle oeken mogelijk te maken, hebben de gleufVormige schoepen (26) een V-vormige verbreding. De variabiliteit, met name het groter of kleiner worden van het aangrijpingsoppervlak, van de schoepen is dus nodig omdat de rotorwanden niet evenwijdig staan ten opzichte van elkaar.

De ruimtes, vier in totaal, die gevormd en/of begrensd worden door de schoepen (26)(3 l)en de rotorwanden (gedeeltes van de rotorwanden tussen de betreffende schoepen) (27)(32) zijn de rotorkamers (43).

De twee rotorwanden (27)(32) draaien dus in een niet-evenwijdig rotatievlak, waardoor ze de schoepen in of uit elkaar doen schuiven tijdens het roteren.

Dit alles heeft voor gevolg dat het volume van de vier rotorkamers (43) wijzigt tijdens het roteren.

Deze rotorkamers kunnen we, bij deze toepassing, verbrandingskamers noemen omdat in de rotorkamers de brandstof wordt aangezogen, gecomprimeerd, ontbrandt en ten slotte de verbrandingsgassen uitstoot.

Deze rotorkamers doen de omzetting van brandstof naar beweging.

De inlaat- (37) en uitlaatopeningen (38) met de kleppen (40) (41) in het turbinehuis dienen, iet zoals bij een traditionele motor, om de brandstof of brandstofmengsel in de rotorkamers te laten instromen, en na de arbeidsslag de verbrandingsgassen te evacueren.

Dp een aantal plaatsen in de rotorwanden, bolkoppeling en de schoepen zijn segmenten Veren) (30)(35)aangebracht om een goede afsluiting tussen de rotorkamers en het turbinehuis :e bekomen.

j) Beschrijving van de werking van eerste toepassingsvoorbeeld: /oor de beschrijving van de werking wordt verwezen naar de figuren 17, 18,19, 20, 21, 22 en 13.

"iguur 17 is een zijaanzicht op de rotor (omwille van de duidelijkheid zonder het turbinehuis) net de drukontwikkeling in twee rotorkamers gedurende de arbeidsslag.

7iguur 19 is een doorsnede op de rotor haaks op de rotoras (omwille van de duidelijkheid :onder het turbinehuis) met de drukontwikkeling gedurende de arbeidsslag in een rotorkamer )p haar grootste volume.

nguur 18 is een schematische voorstelling van de breedte van de schoepen gedurende de helft /an een omwenteling.

Doordat de rotorwanden in een hoek ten opzichte van elkaar roteren en doordat hierdoor de ichoepen (26)(31) in- of uit elkaar schuiven tijdens het roteren in het turbinehuis zal de 'olume-inhoud van de rotorkamers variëren.

rijdens het roteren, zullen enkel de aangrijpingsoppervlaktes (de oppervlakte waar de druk op langrijpt) van de schoepen groter of kleiner worden. De oppervlaktes van de tegenover elkaar iggende rotorwanden blijven steeds even groot. Door het in- of uitschuiven van de schoepen ;ullen de volumes van de rotorkamers naargelang hun positie in de rotatiecyclus vergroten of verkleinen.

lij deze toepassing als verbrandingsturbine is het rendement van de turbine veel minder ifhankelijk van het volume van de aangezogen brandstof dan bijvoorbeeld bij een traditionele verbrandingsmotor.

Zeel meer dan de volume-inhoud zal de grootte van de aangrijpingsoppervlakte van de otorwanden en de schoepen en de afstand van de resultante van de uitgeoefende druk op de otorwanden en de schoepen tot de rotoras een belangrijkere rol spelen.

Daarom kan men het verschil van het grootste en het kleinste volume van de rotorkamers uitgedrukt in volume-eenheden, niet procenten) tamelijk beperkt houden.

'rocentueel zal het verschil in volume van de rotorkamers wel aanzienlijk zijn.

De som van de oppervlaktes van de rotorwanden en de aangrijpoppervlaktes van de schoepen zal procentueel, gelijk waar in de rotatiestand, in deze toepassing, relatief weinig verschillen. Dit kenmerk is een belangrijk gegeven voor het rendement en het verbruik van de turbine.

Het kenmerk is eveneens een belangrijk gegeven om de slijtage en dus ook het rendementsverlies ten gevolge van het in en uit elkaar schuiven van de schoepen te beperken.

Tijdens het roteren gebeuren, net zoals bij een traditionele motor, de vier fazen.

Het aanzuigen van de brandstof, het comprimeren, het ontbranden en ten slotte het uitstoten van de verbrande gassen.

Als tijdens het roteren de rotorwanden uit elkaar gaan krijgen we een volumevergroting in de rotorkamers en ontstaat er dus een aanzuigeffect en omgekeerd als de rotorwanden tijdens het roteren naar elkaar toe gaan hebben we een volumeverkleining en dus een comprimerend effect.

Bij de drukvermeerdering, tengevolge van de ontbranding van de brandstof in de rotorkamer zal de druk direct aangrijpen op de twee aangrijpingsoppervlaktes van de schoepen, op de rotorkamerwanden en op een deel van de binnenwand van het turbinehuis (zie figuur 17,18 en 19).

Het is enkel de kleinste aangrijpingsoppervlakte van een van de twee schoepen (die deel uitmaken van een rotorkamer) en een deel van de turbinehuiswand die niet bijdragen in het rendement.

De resultante van de druk op de rotorwanden en op schoepen, in de rotorkamer waar de ontbranding plaats vindt, zal de rotor doen bewegen in de richting die een vergroting van het rotorkamervolume toelaat, dus in de richting waar de rotorwanden uit elkaar gaan (zie figuur 17,18 en 19).

Doordat de rotorkamerwanden een V-vormig oppervlak hebben, heeft dit voor gevolg dat de oppervlakte vergroot naarmate men van de rotoras verwijderd is.

Hierdoor komt de resultante van de drukkrachten dicht bij de buitenkant van de rotorkamer te liggen en heeft dit een zeer gunstig resultaat voor het koppel van de motor.

De twee inlaatkleppen zijn niet samen geplaatst, maar verdeeld over de ene helft van het turbinehuis, namelijk de zone (halve omwenteling) waarin de rotor opengaat (de aanzuig- en arbeidszone);

In dit voorbeeld draait de rotor wijzerzin.

De twee uitlaatkleppen staan verdeeld over de andere helft van het turbinehuis.

Dit is de zone (andere helft van de omwenteling) waarin de rotor dichtgaat ( de compressie-en de uitstootzone).

Doordat de inlaat- en de uitlaatkleppen op verschillende plaatsen gemonteerd zijn kan men de cyclussen van het aanzuigen van het brandstofmengsel en het uitstoten van de verbrandingsgassen met een rendementsvriendelijke continuïteit realiseren.

Figuren 20 tot en met 23 geven een schematische voorstelling van een viertakt verbrandingscyclus in één rotorkamer met de schoepen gemerkt als X en Y.

De stippelijn geeft het begin van de slag aan en de volle lijn het einde van de slag die de schoepen doorlopen. De lijn met de pijl heeft de lengte van de slag aan die het midden van de rotorkamer doorloopt tijdens de slag. Het gearceerde gedeelte (lijntjes) duidt de zone aan die de rotorkamer gedurende die slag bestrijkt.

Het donkere gedeelte toont de ruimte aan tussen de twee rotorwanden op die plaats in de omwenteling.

Figuur 20 toont de aanzuigslag die een rotorkamer (met de schoepen x en y) maakt en waarbij twee schoepen de beweging maken van xl - yl naar x2 - y2. Tijdens deze beweging vergroot de ruimte tussen de schijven en wordt hierdoor een aanzuigeffect gecreëerd.

Gedurende deze slag gaan de inlaatkleppen na elkaar open en laten de brandstof binnen.

Figuur 21 toont de compressieslag van de kamer gedurende de beweging van x2 - y2 naar x3 - y3. Hier zien we de compressie gebeuren doordat de schoepen in de gleuven schuiven waardoor het volume in de rotorkamer vermindert en de brandstof gecomprimeerd wordt.

Figuur 22 toont de arbeidslag. De arbeidslag verloopt van x3 - y3 tot x4 - y4.

De kamer staat in stand x3 - y3 met de gecomprimeerde brandstof en hier laat de bougie door een vonk de brandstof ontbranden.

Door ontbranding ontstaat een drukvermeerdering die zich op de twee schoepen en op de rotorwanden overzet.

Het volume in de rotorkamer wil expanderen en door die drukvermeerdering zal de rotor bewegen in de richting van de pijl namelijk waar het volume van de rotorkamer kan vergroten.

Het effect van de druk zowel op de schoepen als op de rotorkamerwanden binnenin de kamer vergroot naarmate de afstand vanaf de draaias vergroot.

Figuur 23 laat de uitlaatslag zien waarbij de rotatie verloopt van x4 - y4 naar x5 - y5.

Tijdens deze slag gaan de uitlaatkleppen een na een open wanneer de rotorkamer passeert en worden de uitlaatgassen uit de rotor gestuwd door de volumeverkleining die de rotorkamer gedurende deze slag ondergaat.

Deze toepassing van de uitvinding betreft dus een soort van verbrandingsturbine zonder dat er traditionele zuigers, zuigerstangen, krukas of cilinders aan te pas komen.

Bij een traditionele motor zet de ontbrandingsdruk van het brandstofmengsel zich over op de bovenkant van de zuiger, op de wand van de cilinder en op de binnenkant van het cleppenblok. Hierdoor zal de zuiger in de cilinder bewegen. Deze beweging wordt via de zuigerstang overgezet op de krukas die hierdoor een draaiende beweging maakt.

Het is dus enkel de druk op de bovenzijde van de zuiger die voor een beweging zorgt.

De druk op de cilinderwanden zal totaal niets bijdragen in het rendement.

Als men de uitvinding vergelijkt met een traditionele motor zou men kunnen stellen dat de zuigers, zuigerstangen en krukas zijn weggevallen.

Men zou kunnen stellen dat als het ware enkel de cilinders (zijn de rotorkamers) zijn Dvergebleven. Maar dan wel cilinders die tijdens het roteren in een motorhuis, en waarbij al laargelang hun stand in het motorhuis, hun volume-inhoud vergroot of verkleint en die alle Irak op hun wanden omzetten in beweging.

De verbranding van de brandstof gebeurt in de rotorkamers waardoor de verbrandingsdruk volledig op de wanden van de rotorkamer, en voor een deel op de binnenwand van het urbinehuis, komt en niet meer op een zuiger.

Door de verbrandingsdruk zal de rotorkamer haar volume vergroten, en deze /olumevergroting kan enkel als de rotorkamer, in het turbinehuis, in die richting roteert waarin een volumevergroting mogelijk is. De rotor zal dus in de richting draaien waarbij de otorwanden en de schoepen uit elkaar roteren.

Wil men, bij traditionele motoren, een grote krachtontwikkeling hebben dan moet met notoren met grote cilinderinhoud gebruiken die dan terug een groter verbruik hebben. De krachtontwikkeling is evenredig met de cilinderinhoud en hierdoor ook met het verbruik van brandstof.

Bij de uitvinding hangt het rendement van de omzetting van brandstof naar beweging veel minder af van de volumeverplaatsing van de rotorkamers, maar eerder van de oppervlakte van de rotorwanden en de schoepen en van de afstand van deze oppervlakte tot de rotoras.

Hier zal het dus aangewezen zijn om, in deze toepassing, het verschil tussen het kleinste en het grootste volume van de rotorkamers zo beperkt mogelijk te houden en de rotorkamers zo ver mogelijk van de draaias van de rotor te construeren.

Doordat de druk zich overal even groot overzet, zal ongeveer 90% van alle wandoppervlakte van de rotorkamer bijdragen tot het rendement.

Doordat de oppervlakte van de schoepen, en vooral van de rotorwanden vergroot naarmate ze verder van de draaisas ligt, heeft dit een zeer gunstige invloed op het draaiend moment. De uitvinding laat dus toe om turbines te maken waarbij de rotorkamers ver van de draaias liggen en met weinig volume-inhoud, waardoor men met een zeer laag verbruik, zeer grote krachtontwikkeling kan produceren. Door een grotere krachtontwikkeling kan men de motor ook veel minder toeren laten maken.

Besluit:

De variabele rotorturbine maakt het mogelijk om een verbrandingsturbine te maken waarbij men : -meer rendement verkrijgt doordat de verbrandingsdruk direct druk uitoefent op alle oppervlaktes van de rotorkamer, en hierdoor het grootste deel van die oppervlaktes deze druk direct omzetten in beweging.

- het is een turbine die in beweging komt door de krachten die de verbrandingsdruk uitoefent op de wanden van de rotorkamer waardoor de volumeverplaatsing van de rotorkamers beperkt kan gehouden worden zonder in te boeten op kracht of rendement.

-doordat het rendement bij de uitvinding, in tegenstelling met de traditionele motoren, minder afhangt van de volumeverplaatsing kan men motoren produceren waarbij de rotorkamer relatief ver van de draaias ligt waardoor men, zonder dat het verbruik verhoogt, men een hoger rendement verkrijgt.

Hoe verder men van de draaias verwijderd is, hoe groter men de wandoppervlaktes van de kamers kan construeren hoe groter het rendement wordt.

Men kan de grootste volume-inhoud van de rotorkamers, in deze toepassing, zeer laag houden.

Deze motor laat toe om zeer grote koppels te verwezenlijken.

-deze motor heeft veel minder draaiende en/of schuivende delen die enkel maar rendementsverlies kosten.

-doordat men veel meer kracht uit deze motor kan halen, kan men het toerental naar beneden waardoor het verbruik ook nog eens zal dalen in vergelijking met een motor met dezelfde cilinderinhoud.

-het verbruik zal ook dalen doordat men in verhouding veel minder cilinderinhoud of kamerinhoud zal hebben om hetzelfde vermogen te halen; het zal ook mogelijk zijn om met armere mengsels te werken.

3) TWEEDE TOEPASSINGSVOORBEELD: ALS GETIJDENTURBINE a) Beschrijving van tweede toepassinesvoorbeeld

De hiernavolgende gedetailleerde beschrijving, de beschrijving van de werking en de figuren in bijlage van een tweede toepassingsvoorbeeld dienen enkel bij wijze van voorbeeld en tonen niet in beperkende zin een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Het tweede toepassingsvoorbeeld van de uitvinding betreft een apparaat dat de verplaatsing van water of andere vloeistoffen omzet in energie, meer bepaald in elektriciteit.

Vooral de verplaatsing van water als gevolg van getijden (zeeën) en als gevolg van hoogteverschillen (bergrivieren, stuwdammen, enz..) zijn de meest aangewezen vormen van waterverplaatsing die toepasbaar zijn op deze uitvinding.

Bij deze toepassing van de uitvinding bestaat het apparaat uit een buisvormig turbinehuis waarin zich meerdere variabele rotoren bevinden.

Figuur 24 is een doorsnede volgens de lijn H-H.

Figuur 25 is een vooraanzicht op de getijdenturbine volgens de lijn J-J.

In tegenstelling met het voorgaande voorbeeld van de verbrandingsturbine, bevinden er in dit toepassingsvoorbeeld, niet één maar zes variabele rotoren.

De rotoren zijn (45), bij deze toepassing, diametraal naast elkaar geplaatst.

In het center van het turbinehuis bevindt zich een buisvormige console (46) waarin zich ook een generator (47) ofwel een hydraulische pomp met reservoir bevindt.

Op de console zijn zes tussenschotten (48) gemonteerd en tussen de tussenschotten zijn de variabele rotoren (45) gemonteerd.

De buitenste wand van het turbinehuis is een buisvormige constructie die hierna stromingsbuis (55) wordt genoemd.

De stromingsbuis dient dus voornamelijk om de waterverplaatsing te geleiden naar de rotoren. De stromingsbuis (55) is aan de tussenschotten (48) gemonteerd en vormt op die manier een geheel met de console.

Op de stromingsbuis zijn ook twee stroomvinnen (58) gemonteerd om de turbine steeds in de richting van de waterverplaatsing te positioneren.

De turbine kan men in het water installeren op een pyloon die in de bodem verankerd zit en waarop de turbine horizontaal kan ronddraaien.

Men kan ook de turbine ook laten drijven door de stromingsbuis hol te maken en het geheel met kabels te verankeren in de zee- of rivierbodem.

De rotorassen (51) van de variabele rotoren zijn door middel van lagers(53), bevestigd in de tussenschotten (48).

De rotorassen maken tussen iedere twee tussenschotten tweemaal een knik. In de knik zijn de rotorassen verbonden door een cardankoppeling (56).

Als variant kan men ook flexibele (buigbare) assen gebruiken of de as enkel bevestigen aan de rotorwand en de as dus onderbreken tussen de twee rotorwanden.

Op één plaats is een rotoras voorzien van een aftakking met een overbrengingsas (57) die verbonden is met een generator (47) in de console.

Elke variabele rotor heeft twee rotorwanden (49) die in een hoek staan ten opzichte van elkaar. De rotorwanden (49) zijn haaks bevestigd aan de rotorassen (51).

Hierdoor roteren de rotorwanden dus niet evenwijdig aan elkaar.

De rotorwanden zijn dicht bij de tussenschotten gemonteerd zodat er weinig waterverplaatsing verloren gaat tussen de rotorwanden en de tussenschotten.

Naast de schoepen dragen ook de rotorwanden in belangrijke mate bij tot het rendement van de turbine omdat zij de zijdelingse waterdruk (F) omzetten in beweging.

Naast de niet-evenwijdige rotorwanden (49) heeft elke variabele rotor ook vier variabele schoepen (50) en dus ook vier rotorkamers (52).

De schoepen bevinden zich tussen de rotorwanden.

De vierentwintig schoepen zijn in dwarsprofiel bekeken, licht gebogen.

De schoepen zijn enerzijds, in de breedte, bevestigd aan de rotorassen en anderzijds, in de lengte, bevestigd aan de rotorwanden.

Tijdens het roteren, veranderen de oppervlaktes en de afmetingen van de schoepen.

Bij deze toepassing is de variabiliteit van de vorm en oppervlakte van de schoepen verwezenlijkt door de schoepen in plooibare lamellen (54) te construeren waardoor de schoepen tijdens het roteren in of uit elkaar kunnen plooien.

De variabiliteit in vorm en oppervlakte van de schoepen is nodig omdat de twee rotorwanden van elke rotor schuin staan ten opzichte van elkaar. Hierdoor roteren de rotorwanden, van elke rotor, in niet-evenwijdige rotatievlakken.

Door deze opstelling van de rotorwanden plooien de schoepen tijdens het roteren steeds in en uit elkaar.

Deze variabele beweging die de schoepen, tijdens het roteren, ondergaan is naar de buitenzijde van de turbine een opengaande beweging, en naar het center van de turbine, een dichtgaande beweging.

Dit wil zeggen dat de lamellen van de schoepen meer openplooien naarmate ze verder van de console zijn en dat ze naarmate ze de console (46) (center van de turbine) naderen steeds verder dichtplooien.

Hierdoor wordt de schoepenoppervlakte groter aan de buitenrand van de turbine (55) en kleiner tegen het center van de turbine.

De schoepen gaan traploos van hun kleinste oppervlakte in het center van de turbine, over naar hun grootste oppervlakte in de buitenrand van de turbine (55).

Het construeren van de schoepen in lamellen is een van de mogelijk vormen om een variabiliteit van de schoepen te bekomen. Er zijn nog andere mogelijkheden om variabele schoepen te maken.

Zo kan men de schoepen in twee of meer vaste stukken maken die dan over of naast elkaar schuiven tijdens het roteren.

De rotorwanden komen tijdens het roteren, in het center van de turbine, dichter bij elkaar en aan de buitenzijde van de turbine gaan ze verder uit elkaar.

Hierdoor gaan de volumes van de rotorkamers (52), traploos van hun kleinste volume in het center van de turbine, over naar hun grootste volume in de buitenrand van de turbine.

De rotorkamers zijn de ruimtes die telkens gevormd worden tussen de schoepen en de gedeelten van de rotorwanden tussen de schoepen.

De rotor is in dit toepassingsvoorbeeld maar voor een klein gedeelte omsloten door een turbinehuis.

Aan de voor- en achterzijde (instroom- en uitstroomzijde) is de rotor niet omsloten door het turbinehuis.

Hierdoor zijn de rotorkamers, op die plaats, aan de buitenrand open.

In dit toepassingsvoorbeeld zijn er in de turbine in totaal dus zes variabele rotoren (45) waardoor er dus in totaal twaalf rotorwanden (49) met zes geknikte rotorassen (51), vier en twintig schoepen (50) en dus ook vier en twintig rotorkamers (52) aanwezig in deze turbine. Het is evident dat er ook turbines met meer of minder rotoren, en met meer of minder schoepen kunnen geconstrueerd worden.

b) Beschrijving van de werking van het tweede toepassingsvoorbeeld:

Er wordt momenteel al elektriciteit gewonnen uit de getijdenstromingen.

Men zou de apparaten die men hiervoor gebruikt kunnen vergelijken met kopieën van de huidige windmolens die men onder water geplaatst heeft.

Om de waterverplaatsingals gevolg van stuwmeren en bergrivieren om te zetten naar elektriciteit worden meestal gewone turbines gebruikt.

Het water wordt dan in buizen naar de turbine geleid.

Zowel de getijdenturbines als de kleinere turbines hebben een rotor met schoepen waarop de krachten van de waterveiplaatsing aangrijpen.

Bij de uitvinding van de variabele rotorturbine gaat het niet enkel over een rotorschoep die de druk omzet naar beweging, maar een rotorkamer die alle drukbewegingen, zowel op de schoep als op de rotorwanden, omzet in beweging.

Om de beschrijving van de werking te illustreren wordt verwezen naar de figuren 26 en 27. Figuur 26 is een doorsnede volgens de lijn L-L.

En figuur 27 is een vooraanzicht volgens de lijn K-K.

Beide figuren dienen om schematisch een overzicht te geven van de werking van de drukkrachten in de rotorkamers, dus op de schoepen en de rotorwanden.

De toepassing van de turbine van de uitvinding als getijdenturbine toont, naast de toepassing als verbrandingsturbine, aan dat de turbine kan aangedreven worden door verschillende soorten fluïdum.

Het verschil van dit toepassingsvoorbeeld (als getijdenturbine) met het eerste toepassingsvoorbeeld (als verbrandingsturbine) zit enkel in de afmetingen van de schoepen ten opzichte van de afmetingen van de rotorwanden.

Omwille van de aard van het fluïdum zijn de schoepen breder en groter dan bij de verbrandingsturbine, maar het blijft dezelfde variabele rotor van de uitvinding.

Ook is hier gekozen om meerdere rotoren te plaatsen in een gedeeltelijk open turbinehuis in plaats van een gesloten turbinehuis omwille van de aard van het fluïdum.

Zo zal bij elk fluïdum rekening moeten met rendementsoverwegingen, snelheid, druk, stromingsenergie, enz...

Deze getijden turbine kan men, hetzij rechtstreeks in de watermassa (zeeën of bergrivieren) plaatsen, hetzij het water naar de turbine leiden in een buis of kanaal (stuwdammen of bergrivieren).

Men kan voor bepaalde toepassingen de turbine ook horizontaal plaatsen, en indien men grote niveauverschillen heeft, kan men verschillende turbines onder elkaar plaatsen.

Indien men de turbine diametraal (in vooraanzicht) bekijkt kan men de turbine indelen in twee zones. De grenslijn van de zones wordt gevormd door rotorassen.

De zone tussen de rotorassen (51 ) en de stromingsbuis (55) noemen we hierna de buitenzone (59) en de zone die gevormd wordt tussen de draaiassen en de console is de binnenzone (60). Het oppervlak van de rotorwanden blijft in de zowel in de buitenzone zone als in de binnenzone gelijk.

De oppervlakte van de schoepen in de buitenzone is, diametraal bekeken, ongeveer driemaal groter dan de oppervlakte van de schoepen in de binnenzone.

Hierdoor zijn ook de volumes van de rotorkamers in de buitenzone veel groter dan de volumes van de kamers in de binnenzone.

Hierdoor is draaiend moment, dat door de verplaatsing van de watermassa uitgeoefend wordt op de schoepen van de buitenzone, een aantal malen groter dan op de schoepen van de binnenzone.

Men kan zeggen dat de buitenzone ook wel de productieve zone kan genoemd worden, en de binnenzone de onproductieve zone.

Dit is zeker zo wat de schoepen betreft.

Zo bevinden er zich altijd, in totaal twaalf schoepen in de productieve zone en twaalf in de onproductieve zone.

De twaalf schoepen en de twaalf helften van de rotorwanden, in de productieve zone, ontvangen gemiddeld bijna driehonderd procent meer drukkrachten dan de schoepen en rotorwanden in de onproductieve zone.

Bijkomende elementen die het rendement verhogen is het feit dat in de productieve zone de oppervlakte van de schoepen vergroot naarmate ze verwijderd is van de draaias en in de onproductieve zone is dit omgekeerd.

Dit heeft een gunstig gevolg voor het draaiend moment.

De schoepen zijn geplooid waardoor zij hol staan in de productieve zone en bol in de onproductieve zone. Daarenboven is de console zodanig geconstrueerd dat zij de watermassa naar het buitenste deel van de turbine geleid en de snelheid van de watermassa opdrijft.

Het voordeel van deze constructie is dat de enorme drukkrachten als gevolg van de waterveiplaatsing in zijn volle impact op het opengaande deel van de rotor, dus op de grootste oppervlaktes van de schoepen, zullen terechtkomen.

Maar het zijn niet enkel de schoepen die de waterverplaatsing zullen omzetten, want naast de schoepen zullen ook de rotorwanden een spectaculaire bijdrage aan rendement leveren.

De waterverplaatsing zal een reactiekracht (F) uitoefenen op de rotorwanden.

Omwille van dit kenmerk zullen de rotorwanden zelfs in de onproductieve zone, aan de voorzijde waar het water binnenkomt, vroeger dan de schoepen rendement leveren.

Het grote verschil tussen wind en getijdenstromingen is dat de snelheid van wind veel hoger is dan van getijdenstroming.

Daarom zullen de getijdenmolens, indien ze werken volgens het principe van de windmolens, zeer grote afmetingen moeten hebben indien ze de kleinere snelheid van getijden willen omzetten in hogere snelheden op de generator.

Bij de uitvinding wordt het rendement van de krachten van de verplaatsing van de watermassa in veel grotere hoeveelheid omgezet dan bij de huidige installaties.

Hierdoor kan men, met een in verhouding, met een veel kleiner toestel zeer veel energie omzetten.

Doordat de afmetingen van het apparaat van de uitvinding veel kleiner zijn nemen de kansen op beschadiging bij stormen op zee in grote mate af.

Ook de productiekosten van het apparaat en de installatiekosten zullen stukken minder zijn. Maar het belangrijkste voordeel van de uitvinding bestaat erin dat men ook installaties zal kunnen inzetten op plaatsen met kleinere waterdieptes en/of waar de snelheid van de getijdenstromingen aan de lage kant zijn.

Claims (1)

1. 4. CONCLUSIES CONCLUSIE 1 Een turbine hierdoor gekenmerkt dat de turbine bestaat uit een of meerdere rotoren waarbij dat een rotor voorzien is van een middel waarmee de rotor kan roteren, en daarnaast heeft de rotor ook zijwanden, die hierna rotorwanden genoemd worden, en waarbij dat de rotorwanden dus deel uitmaken van de rotor en dus ook mee roteren met de rotor en waarbij dat de rotorwanden niet evenwijdig zijn aan elkaar maar een hoek maken ten opzichte van elkaar waardoor dat de tussenafstand tussen de rotorwanden niet gelijk is maar varieert en waardoor dat de rotorwanden roteren in rotatievlakken die niet evenwijdig zijn aan elkaar en waarbij dat tussen en/of aan de rotorwanden zich twee of meer rotorschoepen bevinden, waarbij dat de rotorschoepen direct of indirect aan de rotorwanden bevestigd zijn en waarbij dat de rotorschoepen op een manier geconstrueerd zijn dat zij zich tijdens het roteren aanpassen aan het niet evenwijdig roteren van rotorwanden, en waarbij dat de kamers of ruimtes, die telkens gevormd worden tussen twee rotorschoepen en de rotorwanden (of delen van de rotorwanden), en die hierna rotorkamers genoemd worden, en waarbij dat de wanden van de rotorkamers bestaan uit rotorschoepen en de rotorwanden (of delen van de rotorwanden), waardoor dat het reactieoppervlak per rotorkamer bestaat uit de vormvaste oppervlaktes van de twee tegenover elkaar liggende rotorwanden (of delen van rotorwanden) en uit de, tijdens de rotatie, variërende oppervlaktes van de, bij de rotorkamer horende, rotorschoepen, en waarbij dat de rotorkamers langs de buitenzijde of de buitenomtrek van de rotor niet afgesloten zijn maar open zijn en waarbij dat, doordat de afstand tussen de rotorwanden varieert gedurende het roteren zal ook de volume-inhoud van de rotorkamers variëren tijdens het roteren, dit wil zeggen dat de volume-inhoud van de rotorkamers tijdens het roteren, gedurende een deel van een omwenteling, zal vergroten om dan gedurende een ander deel van een omwenteling terug te verkleinen en waarbij dat, wanneer er een druktoename gebeurt in of op de rotorkamer, zal de druk worden uitgeoefend op de wanden van de rotorkamers waardoor de rotor zal roteren en waarbij dat het vermogen van de turbine regelbaar is, indien noodzakelijk voor bepaalde toepassingen, door het aanbrengen van middelen in de turbine waardoor dat men de rotatiehoek van de rotorwanden vergroot of verkleint zodat door het vergroten of verkleinen van de rotatiehoek het vermogen en/of het rendement van de turbine geregeld wordt. CONCLUSIE 2 Turbine volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een of meerdere rotoren, en dus ook de rotorkamers, geheel omsloten zijn door een vaste, niet mee roterende, turbinehuizing waardoor dat de rotorkamers overal in de turbine aan de buitenzijde (buitenrand van de rotor) begrensd en/of omsloten zijn door het turbinehuis en waarbij in of aan het turbinehuis eventuele nodige middelen en openingen voorzien zijn die de toepassing vereisen zoals inlaatopeningen en uitlaatopeningen voor de aanvoer en afvoer van het fluïdum. CONCLUSIE 3 Turbine volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een of meerdere rotoren, en dus ook de rotorkamers, gedeeltelijk omsloten zijn door een vaste, niet mee roterende, turbinehuizing waardoor dat de rotorkamers buiten de omsluiting van het turbinehuis, aan de buitenzijde (buitenrand van de rotor) open zijn en waarbij in of aan het turbinehuis eventuele nodige middelen en openingen voorzien zijn die de toepassing vereisen zoals inlaatopeningen en uitlaatopeningen voor de aanvoer en afvoer van het fluïdum. CONCLUSIE 4 Turbine volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een of meerdere rotoren, en dus ook de rotorkamers, niet omsloten zijn door een turbinehuizing waardoor dat de turbine overal aan de buitenzijde (buitenrand van de rotor) open is. CONCLUSIE 5 Turbine volgens de conclusies 1,2, 3, en 4 met het kenmerk, dat een rotor roteert door middel van een één of meerdelige rotoras of assen en die op een manier geconstrueerd en/of gemonteerd zijn dat de rotorwanden die, direct of indirect, aan de rotoras(sen) bevestigd zijn, niet evenwijdig staan ten opzichte van elkaar waardoor dat de rotorwanden roteren in rotatievlakken die een hoek maken ten opzichte van elkaar en waardoor dat de tussenafstand van de rotorwanden variabel is. CONCLUSIE 6 Turbine volgens de conclusies 1,2,3, en 4 met het kenmerk, dat een rotor niet roteert met een centrale rotoras maar door middelen die zijn aangebracht in het turbinehuis waarbij dat de middelen in het turbinehuis zodanig geconstrueerd zijn dat de rotorwanden, niet evenwijdig staan ten opzichte van elkaar waardoor dat de rotorwanden roteren in rotatievlakken die een hoek maken ten opzichte van elkaar en waardoor dat de tussenafstand van de rotorwanden variabel is. CONCLUSIE 7 Turbine volgens de conclusies 1,2, 5 en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine wordt of worden aangedreven door de druk die ontstaat als gevolg van de ontbranding van een gasvormige of vloeibare brandstof of brandstofmengsel(s) of brandstof-luchtmengsel(s) en waarbij dat er in een rotor, tijdens het roteren in een behuizing, in een gedeelte van de rotatiecyclus (een omwenteling) van de rotor er in de rotorkamers een volumevergroting gebeurt, waardoor er een aanzuigeffect optreed in de rotorkamers en waarbij dat er tijdens een ander gedeelte van de rotatiecyclus (een omwenteling) van de rotor een volumeverkleining optreed in de rotorkamers waardoor een comprimerend effect ontstaat en waarbij dat er aan en/of in het turbinehuis middelen zijn aangebracht waarlangs dat tijdens een gedeelte van de rotatiecyclus, op een directe of indirecte manier, brandstof aangezogen, ingebracht of geïnjecteerd wordt en dat er eveneens middelen zijn aangebracht aan en/of in de behuizing waarlangs de verbrandings- of uitlaatgassen tijdens een ander gedeelte van de rotatiecyclus afgevoerd worden en waarbij dat er in, aan of rond de behuizing of de rotor ook nog andere, naargelang de brandstof, noodzakelijke middelen aangebracht zijn om een de turbine te laten functioneren als verbrandingsturbine zoals bijvoorbeeld ontstekingmechanismen, smering, koeling, in- en uitlaatkleppen en alle andere noodzakelijk middelen en waarbij dat de arbeidsdruk die ontstaat tengevolge de ontbranding van de brandstof in een rotorkamer zich overplant haar wanden, zijnde de rotorschoepen (of delen van) en op de rotorwanden (of delen van), en dat de druk van de ontbranding in de rotorkamer de ganse rotor zal doen roteren in de richting waarin de volume-inhoud van de rotorkamer kan vergroten. CONCLUSIE 8 Turbine volgens de conclusies 1, 2, 3,4, 5 en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door verplaatsing van water als gevolg en/of afkomstig van getijdenwerking CONCLUSIE 9 Turbine volgens de conclusies 1,2, 3,4, 5en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door de verplaatsing van water als gevolg en/of afkomstig van stromingen en/of niveauverschillen in rivieren, stuwmeren, sanitair water, rioleringswater, koelwater en afvoer van regen- en leidingwater. CONCLUSIE 10 Turbine volgens de conclusies 1, 2, 3, 5 en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door stoom. CONCLUSIE 11 Turbine volgens de conclusies 1, 2, 3, 5 en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door de druk van uitlaatgassen of verbrandingsgassen. CONCLUSIE 12 Turbine volgens de conclusies 1,2, 3, 5 en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door gasdruk. CONCLUSIE 13 Turbine volgens de conclusies 1,2,3,5 en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door perslucht. CONCLUSIE 14 Turbine volgens de conclusies 1,2,3,5 en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door olie onder verhoogde druk. CONCLUSIE 15 Turbine volgens de conclusies 1,2,3,4, 5 en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door vloeistofdruk andere dan 8,9 en 14. CONCLUSIE 16 Turbine volgens de conclusies 1,3,4, 5en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door wind. CONCLUSIE 17 Turbine volgens de conclusies 1,2, 3,4, 5 en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door de rijwind en de luchtverplaatsingen die ontstaan wanneer een voertuig op twee of meer wielen, of een vaartuig, of een vliegtuig zich verplaatsen en waarbij dat de turbine gemonteerd wordt in, aan of op voertuigen, vaartuigen en vliegtuigen. CONCLUSIE 18 Turbine volgens de conclusies 1, 3,4, 5 en 6, met het kenmerk, dat de toepassing erin bestaat dat de een of meerdere rotoren van de turbine worden aangedreven door de waterverplaatsing en/of stromingen en/of waterdruk die ontstaan of die zich bevinden onder of rond een vaartuig, al dan niet als gevolg van de verplaatsing die het vaartuig maakt, en waarbij dat de turbine gemonteerd wordt in, aan of op een vaartuig.