BE1017044A6 - Een windinrichting met verticale draaias en horizontaal geplaatste rotor. - Google Patents

Abstract

Een windinrichting met verticale draaias, waarop een rotor voorzien van rotorbladen horizontaal wordt geplaatst. Deze verticale draaias is langs zijn periferie omgeven door vaste vertikaal geplaatste geleidingsplaten. Tussen deze verticale geleidingsplaten zijn vaste van horizontaal naar verticaal geplaatste geleidingsplaten aangebracht zodat bij een wisselende windrichting de luchtstroom optimaal naar de rotor plaatsgrijpt. De windrichting bevat verschillende modules, elk voorzien van een eigen rotor. Deze inrichting laat toe elektrische energie te regenereren.

Description

Een windinrichting met verticale draaias en horizontaal geplaatste rotor.

De uitvinding heeft betrekking op een windinrichting met verticale draaias. Zij bestaat uit verschillende modules.

Elke module wordt voorzien van één van rotorbladen voorziene horizontaal geplaatste rotor. De verticale draaias is langs zijn periferie omgeven door vaste vertikaal geplaatste geleidingsplaten. Tussen deze verticale geleidingsplaten worden vaste van horizontaal naar verticaal geplaatste geleidingsplaten bevestigd zodat bij een wisselende windrichting de luchtstroom optimaal naar de rotor plaatsgrijpt. De windinrichting is naargelang de behoeften en plaatsomstandigheden opgebouwd uit een verschillend aantal modules. Deze inrichting laat toe elektrische energie te regenereren.

In het WaHpr van de milieuproblematiek en de dalende reserves aan fossiele brandstoffen, is er een grote behoefte aan alternatieven om elektriciteit op te wekken. Het gebruik van turbines die door middel van fluïdum aangedreven worden, is gekend in de huidige stand der techniek. Meestal zijn dergelijke turbines voorzien van een horizontale as en worden er tuibinebladen opgemonteerd die door de wind in beweging worden gebracht. Men gebruikt hierbij turbinebladen met een specifieke vorm zoals ondermeer een convexe configuratie die tot doel heeft de turbulentie van de luchtstroom te beperken.

Het gebruik van turbines met een verticale as is eveneens gekend. Het probleem stelt zich nu echter dat bij een wisselende windrichting de geleiding van de luchtstroom niet altijd optimaal plaatsgrijpt.

Onze uitvinding heeft dan ook tot doel een inrichting te verwezenlijken die toelaat dat de luchtstroom, ongeacht de windrichting op een optimale wijze naar de rotor geleid wordt. Zowel de positie van de geleidingsplaten als het aantal is hierbij van belang.

Bij voorkeur ligt het aantal verticaal geplaatste geleidingsplaten tussen 2 en 16.

De inrichting en de modulaire opbouw van de verschillende onderdelen laat toe om ze zowel voor industrieel als huishoudelijk gebruik aan te wenden.

De modules kunnen op maat gemaakt worden afhankelijk van de beoogde toepassing, de windsterkte en de locatie. Dit biedt een voordeel.

Wij hebben proefondervindelijk vastgesteld dat het aantal verticaal geplaatste geleidingsplaten het aantal noodzakelijk gebruikte rotorbladen bepaalt. Het aantal rotorbladen wordt dan ook in functie van het aantal verticale geleidingsplaten beschouwd.

Als gevolg van het voorgenoemde wordt de hoek waaronder de verticaal geplaatste geleidingsplaten opgesteld worden rond de verticale draaias afhankelijk van het aantal aangewende geleidingsplaten. Daarenboven wordt de breedte van de verticale geleidingsplaat bepaald door de straal van de rotor of omgekeerd.

De van horizontaal naar verticaal opgestelde geleidingsplaten worden zo tussen de vertikaal geplaatste geleidingsplaten bevestigd dat de windstroom, ongeacht de windrichting, zich optimaal naar de rotor verplaatst.

De opbouw van de rotor bepaald de draairichting van de rotor. De rotor is opgebouwd volgens het principe van de traditionele windmolens met horizontale as, met dit verschil dat er rotorbladen bijgevoegd worden.

Door de opbouw van de verschillende modules verplaatst de luchtstroom zich van de 1*“ naar de 2“*®, naar de dakconstructie van de windinrichting. Zodoende profiteert elke bovenliggende module van het overschot aan overblijvende windkracht (energie) van de onderliggende module. Dit biedt een voordeel.

Tilgen de dakconstructie en de generatormodule kunnen zoveel tussenmodules worden ingevoegd als noodzakelijk is. Dit biedt een voordeel.

Bij grote constructies kan de dakconstructie van de windinrichting van zonnepanelen worden voorzien. Dit biedt een voordeel.

De inrichting en de modulaire opbouw van de verschillende onderdelen laat toe om ze zowel op te stellen op een plat dak of op een dak met een bepaalde hellingshoek. De windinrichting kan ook probleemloos gebruikt worden op plaatsen met continue windverplaatsing tussen o.a. gebouwen, het zogenaamde tunneleffect.

Een speciaal ontworpen module wordt op maat gemaakt naargelang de dakconstructie van het gebouw.

De uitvinding en zijn werking wordt vervolgens in detail uiteengezet met behulpvan éenuijnörehae figuur 1. Deze bevat de verschillende soorten modules met de vertikaal opgestelde geleidingsplaten en het aantal van horizontaal naar verticaal geplaatste geleidingsplaten in zij- en in bovenaanzicht.

Figuur 1 : Boven- en zijaanzicht van een windinrichting. Vb. : 10 verticaal geplaatste geleidingsplaten.

De windinrichting heeft één rotor (A) per module Ml en M2. Deze rotor is voorzien van horizontale rotorbladen (Cl-C2). Rond de periferie van de rotoras zijn een reeks vaste verticaal geplaatste geleidingsplaten (F) voorzien. Deze verticale geleidingsplaten zijn vlakke platen die zich onder een bepaalde hoek en op een bepaalde afstand uitstrekken vanaf de centrale rotoras.

De dakafwerking van de windinrichting heeft één rotor (B). Deze rotor is voorzien van horizontale rotorbladen. Deze rotor is niet noodzakelijk. Bij grote uitvoeringen kunnen op de dakafwerking zonnepanelen worden aangebracht.

De draairichting van de rotor is afhankelijk van de opbouw en constructie van de rotor en niet van de geleidingsplaten.

Beschouwen we, volgens het bovenaanzicht in figuur 1, dat de omtrek van een cirkel in 10 gelijke denkbeeldige taaitstnkkpin wordt verdeeld, dan bekomen we een veelhoek met 10 gelijke hoeken van 36°. Hierdoor verkrijgen we de denkbeeldige lijnen waarop de verticaal geplaatste geleidingsplaten (F) worden gepositioneerd.

Elke buitenste extremiteit (Fl) van de verticale geleidingsplaat (F) ligt steeds op dezelfde denkbeeldige lijn die het middelpunt O van de rotoras verbindt als de binnenste extremiteit (F2) van dezelfde verticaal geplaatste geleidingsplaat (F). De binnenste extremiteit (F2) begint op een bepaalde afstand OF2 van de centrale rotoras.

De module Ml is de generatormodule of dakmodule van het gebouw. Naargelang de hellingshoek van de dakconstructie van het gebouw waarop de windinrichting wordt geplaatst kan deze module worden aangepast. Bij een plat dak kan de generator zich in deze module bevinden. Bij een dak met een bepaalde hellingshoek bevindt de generator zich onder het dak van het gebouw (onder H).

De module Ml is in figuur 1 voorzien van vijf van horizontaal naar verticaal opgestelde geleidingsplaten (G0-G1-G2-G3-G4). Zij worden zo tussen de vertikaal geplaatste geleidingsplaten geplaatst dat de windstroom, ongeacht de windrichting, zich optimaal naar de rotor verplaatst.

De module M2 is in figuur 1 voorzien van vier van horizontaal naar verticaal opgestelde geleidingsplaten (G0-G1-G2-G3). Zij worden zo tussen de vertikaal geplaatste geleidingsplaten geplaatst dat de windstroom, ongeacht de windrichting, zich optimaal naar de rotor verplaatst.

De module M2 is een overgangsmodule of tussenmodule. Zij wordt geplaatst tussen de dakafwerking van de windinrichting en de generatormodule Ml. Enkel deze overgangsmodule kan meermaals voorkomen. Naargelang de locatie en windhoeveelheid worden er modules tussengevoegd. In het vb. van figuur 1 zijn dit 2 modules M2.

De dakafwerking van de windinrichting heeft geen geleidingsplaten. Deze constructie dient voor de dakbevestiging en de bevestiging van de rotoras. Zij kan, maar dit is niet noodzakelijk voorzien zijn van een horizontaal geplaatste rotor.

Op de figuur 1 staat het mechanisme om de overbrenging van de rotor naar de generator te bewerkstelligen onuitgewerkt aangegeven. Het is evident voor de vakman dat een conventionele inrichting, zoals gekend in de stand der techniek hiervoor in aanmerking komt en dus ook deel uitmaakt van de beschermingsomvang van deze uitvinding.

De rotor (A) is volgens het Bovenaanzicht in figuur 1 voorzien van 10 horizontale rotorbladen (Cl) en 20 horizontale rotorbladen (C2). De horizontale rotorbladen (Cl) strekken zich uit van de centrale overbrengingsas (O) van de rotor naar de buitenzijde van de constructie, tot in het punt E. De horizontale rotorbladen (C2) strekken zich uit van het punt E, E2 en E4 naar de buitenzijde van de constructie, respectievelijk tot het punt El, E3 en E5. Dit type van opbouw van de rotor is indicatief en kan een andere vorm aannemen.

De rotorbladen zijn in dit voorbeeld uit kunststof vervaardigd en met glasvezel en epoxyhars verstevigd. Het is evident voor de vakman dat ook andere rotortypes en materialen die de benodigde eigenschappen van voorgenoemde materialen bewerkstelligen, ook binnen de beschermingsomvang van deze uitvinding vallen.

Een andere uitvoeringsvorm volgens hetzelfde principe als figuur lwordt in detail uiteengezet met behulp van een bijhorende figuur 2.

Figuur 2: Bovenaanzicht van een windinrichting. Vb.: Opstelling met verticaal geplaatste geleidingsplaten tussen gebouwen of plaatsen met continue windverplaatsing. Het bekende tunneleffect.

Omdat de windinrichting geplaatst wordt tussen vb. 2 gebouwen in, volgens het principe van het tunneleffect kan de wind enkel uit twee richtingen komen.

Deze uitvoeringsvorm verschilt hierin dat de middelste verticale geleidingsplaten en de bijbehorende tussenin geplaatste geleidingsplaten van horizontaal naar verticaal overbodig zijn.

De verticaal geplaatste geleidingsplaten F worden verlengd vanaf de buitenste extremiteit F1 tot aan de aanpalende muur, de naastliggende bijkomende identieke windinrichting of het punt J.

Deze uitvoeringsvorm verschilt hierin dat naargelang de breedte tussen o.a. twee gebouwen of plaatsen met tunneleffect er naast de eerste windinrichting meerdere identieke windinrichtingen kunnen worden geplaatst.

In het vb. Bovenaanzicht figuur 2 zijn dit er twee.

In het andere geval kan een windinrichting met grotere afmetingen worden geconstrueerd. De grootte van de rotor wordt hierbij in verhouding aangepast.

Claims (12)

1 Een windinrichting met een verticale draaias voor het genereren van elektrische energie bestaande uit verschillende niveaumodules elk voorzien van zowel een eigen rotor, als van een aantal vaste verticaal opgestelde geleidingsplaten, die zich rond de periferie van de centrale as bevinden waarop de rotor is bevestigd, met binnenste en buitenste extremiteit en waartussen vaste van horizontaal naar verticaal opgestelde geleidingsplaten worden bevestigd, zodat bij een wisselende windrichting de luchtstroom optimaal naar de rotor plaatsgrijpt.

2 Een windinrichting met een verticale draaias voor het genereren van elektrische energie volgens voorgaande conclusie en hierdoor gekenmerkt een windrichting bestaande uit één dak- of generatormodule voor het gebouw en één of meerdere midden- of tussenmodules.

3 Een windinrichting met een verticale draaias voor het genereren van elektrische energie volgens voorgaande conclusies en hierdoor gekenmerkt dat een aangepaste dakmodule voor het gebouw zowel voor platte daken als voor daken onder een bepaalde hellingshoek kan worden gebruikt.

4 Een windinrichting met een verticale draaias voor het generen van elektrische energie volgens voorgaande conclusies en hierdoor gekenmerkt dat het aantal verticaal opgestelde geleidingsplaten per module tussen 2 en 16 bedraagt.

5 Volgens conclusie 4 en hierdoor gekenmerkt waarbij de wind frontaal tussen de geleidingsplaten penetreert waarbij de windinrichting tussen 2 verticale wanden is geplaatst en de ruimte tussen deze wanden volledig wordt gevuld.

6 Volgens conclusie 5 en hierdoor gekenmerkt waarbij twee of meerdere afzonderlijke windrichtingen naast elkaar geplaatst worden.

7 Een windinrichting met een verticale draaias voor het genereren van elektrische energie volgens voorgaande conclusies en hierdoor gekenmerkt dat er modules kunnen worden ingevoegd.

8 Een windinrichting met een verticale draaias voor het genereren van elektrische energie volgens voorgaande conclusies en hierdoor gekenmerkt dat elke module bestaat uit één rotor en dat elke horizontaal rotorblad van die rotor vertrekt van op de centrale rotoras naar de buitenste extremiteit van de vaste horizontaal opgestelde geleidingsplaten.

9 Een windinrichting met een verticale draaias voor het genereren van elektrische energie volgens conclusie 8 en hierdoor gekenmerkt dat per module bestaat uit één rotor en dat elk rotorblad van die rotor vervaardigd wordt uit kunststof en verstevigd is met glasvezel en epoxyhars.

10 Een windinrichting met een verticale draaias voor het genereren van elektrische energie volgens conclusie 1 of 5 en hierdoor gekenmerkt dat de inrichting voorzien wordt van een generator en voorzien is van een overbrengingsmechanisme.

11 Een windirichting met een verticale draaias voor het genereren van elektrische energie volgens conclusie 1 of 5 en hierdoor gekenmerkt dat er een dakafwerking is voor de windinrichting.

12 Een windirichting met een verticale draaias voor het genereren van elektrische energie volgens conclusie 1 of 5 en hierdoor gekenmerkt dat er op de dakafwerking van de windinrichting eventueel zonnepanelen kunnen worden geplaatst.