Als Wedstrijd alternatieve vormen van energie voor leden en niet -leden van de K VIV Voorstel 9 : In lijn generatoren door Eddy Thysman Tweede document met bijkomende informatie (Een nieuw soort watermolens als valabele nieuwe energievorm voor Vlaanderen en ver daarbuiten !) Augustus 2003 Inleiding : Op de site http://www.kviv75jaar.be/Wedstrijd/inspiratie2.html kan men het volgende lezen : Omgekeerd gebruik van de schroef van Archimedes In de Oudheid werd de schroef van Archimedes gebruikt als een eenvoudig toestel om water op te halen. Ook vandaag nog wordt dit veelvuldig gebruikt als pomp om bijvoorbeeld rioolwater te verwijderen – denk maar aan de installaties naast de autosnelwegen die bij wateroverlast in gang treden. Het grote voordeel van deze schroeven is dat het eigenlijk heel eenvoudige machines zijn, bestaande uit één bewegend onderdeel en twee lagers. Bovendien vormen puin en drijvende deeltjes geen enkel probleem. Onlangs ontdekte men dat de schroef ook dienst kan doen als een energieconvertor – maar dan in tegengestelde richting. Uit verscheidene experimenten is inmiddels gebleken dat deze hydraulische schroef het meest geschikt is bij een verval van 1,5 tot 4 m en een debiet van 0,5 tot 6 m3/s. Zie ook achteraan : http://www.kviv75jaar.be/Gepubliceerd/CE1500405.pdf Als men deze korte tekst heel toevallig leest , dan kan men zich toch de vraag stellen of er geen andere heel gekende apparaten zijn , die omgekeerd kunnen gebruikt worden en die dan dienst kunnen doen om elektrische stroom te produceren ? Ik denk hier bvb al direct aan in lijn pompen . “In line pumps” in het Enge ls . Er zullen echter zeker nog wel meer dergelijke apparaten te vinden zijn , als men eens goed begint te zoeken en men voldoende tijd heeft . In line pumps hebben de inlaat en de uitlaat van dezelfde diameter , in elkaars verlengde . In de kleine uitvoering kent U ze waarschijnlijk van uw centrale verwarming waar ze dienst doen als circulatiepomp . Maar in de procesindustrie gebruikt men grotere maten en diameters . Het bestaat uit een kompleet pomphuis met schoepen of waaiers en een inlaat en een uitlaatflens , van dezelfde diameter , in elkaars verlengde waardoor deze pomp in een rechte buis kan ingebouwd worden . De schoepen zitten op een as die wordt aangedreven door een rechtstreeks op het pomphuis gemonteerde motor . Op de site : http://www.mepcollc.com/inlinepumps.htm
1
ziet U bvb een cataloog met een aantal dergelijke in lijn pompen (daar tot 3” of DN80) . Men kan dus dit apparaat ook omgekeerd gebruiken om elektrische stroom te produceren . Vloeistofstroming met voldoende voordruk kan de schoepen laten ronddraaien en de generator in beweging zetten . Men moet wel een filter of een zeef of een screen of iets dergelijks voor het apparaat hebben om verstopping en beschadiging tegen te gaan , net zoals bij een gewone pomp . Net zoals bij de Archimedesbuis kent men 2 hoofdtoepassingen : Potentieel en kinetisch met daarin telkens heel wat mogelijke neventoepassingen als men begint te zoeken :
1) De in lijn generator voor potentiële toepassing : Werkingsprincipe en technische uitvoering : Zie figuur 09-01 :
We zien daar een mogelijke uitvoering van een dergelijk apparaat . We zien links een uitvoering met de stroomgenerator en schoepenrad excentrisch geplaatst . En rechts de de stroomgenerator en schoepenrad op de centerlijn geplaatst . Zie figuur 09-02 :
2
We zien daar een 3D voorstelling van deze 2 uitvoeringen .
Zie figuur 09-03 :
3
Links ziet men daar een overloop van een tank op het einde van een waterzuiveringsinstallatie waar gezuiverd water continu overloopt bvb terug naar de riool of naar een rivier . Het volstaat dat men de nodige aanpassingswerken doet tussen punt A en B (bvb plaatsing van een in lijn generator , zo laag mogelijk om een maximale voordruk op te bouwen) en men benut daarna dit hoogteverschil dat men toch heeft , voor elektriciteitsproductie .
4
Zie figuur 09-04 :
5
Een andere typische situatie die veel zal voorkomen in allerlei petrochemische , chemische , en andere fabrieken heeft te maken met het piperack . Doorheen de volledige fabriek loopt het piperack met de eerste laag piping op ongeveer 5m hoogte . Er lopen bvb ook koelwaterleidingen en proceswaterleidingen op . Dus niet vervuild onschuldig water . Op bepaalde plaatsen komen deze leidingen van het pip erack naar beneden bvb naar een ondergrondse verzamelput . De pompen die deze media verpompen , zijn uitgerekend om de hoogte van het piperack + de leidingverliezen in het traject van deze piping te kunnen nemen . Het laatste stuk van het piperack terug na ar grondniveau speelt niet echt mee in de pompberekening . We doen dus geen valse besparing , want die potentiële energie van 5m wordt nu toch weggegooid . We moeten naar dergelijke plaatsen speuren in de fabrieken . We mogen het apparaat wel niet op het piperack zelf plaatsen , want dan moeten de pompen wel extra opvoerhoogte hebben om dit extra leidingverlies te overwinnen . Het volstaat dus dat men de nodige aanpassingswerken doet tussen punt A (bvb plaatsing van een in lijn generator , zo laag mogelijk om een maximale voordruk op te bouwen) en men benut daarna dit hoogteverschil dat men toch heeft , voor elektriciteitsproductie . Als men dit in elke waterzuivering , en in elke petrochemische en chemische en andere fabriek doet , dan draagt men toch een steentje bij aan energieproductie of aan minder verbruik van energie . In vele gevallen zal men de geproduceerde elektriciteit onmiddellijk terug gebruiken ergens in het bedrijf voor een bepaalde toepassing .
6
Stel dat de verantwoordelijken voor milieu , met iets dergelijks , graag willen uitpakken op de rondleiding tijdens de jaarlijkse open bedrijvendag ! Het geeft inderdaad een slimme energiebesparing . Onnodig te zeggen dat dit ook een leuk subsidieproject is voor de Europese Gemeenschap . Er zullen wel nog wat meer toepassingen te ontdekken zijn voor dit apparaat , eens men wat nauwkeuriger begint rond te kijken .
Bvb milieuvriendelijk versassen in sluizen met behulp van in lijn generatoren ? Zie figuur 09-05 :
7
Werking dmv de potentiële energie (communicerende vaten) . De sluis B kan men laten vollopen als afsluiter 1 open staat en afsluiter 2 dicht . Het water loopt dan via het net of de zeef om vissen buiten te houden in het hoger gelegen kanaal A over afsluiter 1 in de in lijn generator waar stroom geproduceerd wordt ,. Afsluiter 3 staat open en afsluiter 4 staat dicht . Het water stroomt dan verder over de afsluiter 3 naar sluis B . De sluis B kan men laten leeglopen als afsluiter 1 dicht staat en afsluiter 2 open . Het water loopt dan via het net of de zeef om vissen buiten te houden in de sluis B over afsluiter 2 in de in lijn generator waar stroom geproduceerd wordt ,. Afsluiter 3 staat dicht en afsluiter 4 staat open . Het water stroomt dan verder over de afsluiter 4 naar lager ge legen kanaal C . De vissen zwemmen via de sluis zelf verder naar waar ze willen . Enz. Zie figuur 09-06 :
8
Men ziet wat in lijn generatoren toegepast , verticaal , onder 45° en onder 30° , waarbij men telkens zorgt voor voldoende verval (voordruk) voor elke in lijn generator .
9
Zie figuur 09-07 :
Men ziet wat in lijn generatoren toegepast , bvb verticaal , met opbouw van 3 x de minimum voordruk en dan plaatsing van bvb 3 in lijn generatoren onmiddellijk na elkaar . Iets dergelijks moet zeker mogelijk zijn . Men zou op dergelijke toepassingen best testen moeten doen , om de opstelling met het meeste rendement te bepalen . Men ziet ook rechts een andere opstelling met de in lijn generatoren horizontaal geplaatst .
10
Een massa dergelijke opstellingen zi jn mogelijk naar analogie met de Archimedesbuis . Zie figuur 09-08 :
11
Een populaire toepassing zal bvb zijn , de dalende piping die voor het verval zorgt , ondergronds aan te leggen bvb onder een helling , en op bepaalde plaatsen een betonnen inspectieput te hebben met bvb een gietijzeren deksel of een rooster (niet getekend) bovenop als toegang tot de in lijn generator . Het is ook geen slecht idee om een verdiept gedeelte daarin te voorzien voor een dompelpompje (niet getekend) . De in lijn generator bevindt zich dan in deze put voor om mogelijk onderhoud gemakkelijk te maken .
12
Domein en toepassingsgebied : Energieproductie uit hoogteverschillen bvb tussen 1,5m en bvb 100m . Men moet echt niet ver zoeken om plaatsen te vinden , waar het apparaat kan ingezet worden . Deze plaatsen zijn legio , niet alleen in Vlaanderen , maar ook in de rest van de wereld . Ik denk aan alle plaatsen waar men hoogteverschillen kan benutten tussen 1,5m en 100m . Zo zullen er toch in België heel wat plaatsen zijn . Ik denk zeker ook aan industriële toepassingen . Bijna in elke fabriek of installatie , dus bijna overal heeft men wel plaatsen waar water continu van een hoger gelegen plaats A naar een lager gelegen plaats B stroomt . Het komt er enkel op neer om de moeite te doen om deze plaatsen op te sporen in elk bedrijf , en om de nodige aanpassingswerken te doen . Dit zou toch niet onaardig zijn voor de werkgelegenheid . Verschillen met bestaande systemen , sterke en zwakke punten zowel van het werkingsprincipe als van de technische uitvoering : Weinig infrastructuurwerken . Flexibel . Vissen of puin houdt men buiten door zeven en roosters . Zeer eenvoudige standaardonderdelen : piping en in lijn generatoren . Becijfering of schatting van de efficiëntie en van de energetische impact : Men moet een gamma van dergelijke apparaten hebben met verschillende diameter en sterkte. 13
En dan moet men de energetische impact gewoon uittesten . Eindconclusie : Het is een zeer veelzijdig en flexibel inzetbaar apparaat .
2) De in lijn generator voor kinetische toepassing : Waarschijnlijk is de kinetische toepassing van de in lijn generator nog veel belangrijker dan de potentiële . We willen infrastructuurwerken vermijden en de in lijn generator nog veel meer toepassen . Liefst onderwater . Domein en toepassingsgebied : Grote energieproductie uit volumes stromend water . Bvb in onze traag stromende rivieren en op ons Belgisch continentaal plat in de Noordzee . Werkingsprincipe en technische uitvoering : Zie figuur 09-09 :
Daar ziet men een mooi 3D voorbeeld van een opstelling die bvb in onze rivieren kan gebruikt worden of in ons Belgisch continentaal plat . Men legt het apparaat op de bodem evenwijdig met de stromingsrichting . Dus evenwijdig met de oever voor een rivier , evenwijdig met onze kust als het dicht bij onze kust in zee is .
14
Of als het wat verder in zee is , evenwijdig met de hoofdzakelijke stromingsrichting NO-ZW . De in lijn generator moet dan waterdicht zijn . Voor en na de in lijn generator plaatst men reducties (trechters) die de snelheid nog aanzienlijk opdrijven van het water juist voor de rotor . Men plaatst het geheel in een frame voor gemakkelijke bevestiging . Onderaan voorziet men een onderframe met bodemplaat . Aan de opening van de reducties voorziet men een net om de vissen buiten te houden . En bovenaan voorziet men nog een beschermplaat en een of twee hijsogen . De elektrische kabel gaat onderwater weg .
Het apparaat werkt in de twee richtingen op zee en in onze getijde rivieren zoals de Schelde . Daarom moet men in lijn generatoren hebben van het type op figuur 09-12 .
15
De schoepen zijn rechte platen en het apparaat kan dus in de twee richingen werken hierdoor . Is er plaatsing in een rivier waar er slechts één stromingsrichting is , dan gebruiken we echter het type stroomgenerator van figuur 09-01 .
Zie figuur 09-10 .
16
Daar ziet men een 3D opstelling van 2 x 4 aan elkaar gebouwde eenheden .
Zie figuur 09-11 .
17
Daar ziet men een 3D opstelling van 2 groepen van 2 x 4 gestapelde eenheden .
Verschillen met bestaande systemen , sterke en zwakke punten zowel van het werkingsprincipe als van de technische uitvoering : Geen infrastructuurwerken . Flexibel . Vissen houdt men buiten door netten . Zeer eenvoudige standaardonderdelen die steeds opnieuw gebruikt worden . Een fantastisch nieuw apparaat !!! Becijfering of schatting van de efficiëntie en van de energetische impact : Er is geen info omdat het totaal nieuw is .
18