BE1018806A3

BE1018806A3 - WIND TURBINE

Info

Publication number: BE1018806A3
Application number: BE2009/0400A
Authority: BE
Original assignee: Erauw Alex
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2011-09-06

Abstract

Windturbine met een rotor (2) uitgevoerd als een trommel bestaande uit twee schijven (4) die met elkaar verbonden zijn door een reeks schoepen (5) die zodanig geplaatst zijn dat het meetkundig vlak (Y-Y') gedefinieerd door de aanvalsboord (7) en de vluchtboord (8) een zodanige hoek (A) insluit met de de radiale richting (R-R') dat de wind bij normale snelheden rond de meetkundige as (X-X') van de rotor (2) een vortex (14) doet ontstaan in de kern van de rotor (2).Wind turbine with a rotor (2) designed as a drum consisting of two discs (4) connected by a series of blades (5) positioned so that the geometric plane (Y-Y ') defined by the attack edge (7 ) and the escape board (8) encloses an angle (A) with the radial direction (R-R ') such that at normal speeds around the geometric axis (X-X') of the rotor (2) the wind creates a vortex ( 14) originates in the core of the rotor (2).

Description

Windturbine.Wind turbine.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een windturbine, in het bijzonder op, maar niet beperkt tot, een verticale windturbine met verticaal opgestelde aandrijfas.The present invention relates to a wind turbine, in particular to, but not limited to, a vertical wind turbine with vertically arranged drive shaft.

Men kent reeds zulk type van windturbines bestaande uit een elektrische stroomgenerator met een verticaal opgestelde as waarop twee of meer vleugelprofielen zijn bevestigd die zich op een afstand van de as bevinden en die zich met hun lengterichting evenwijdig uitstrekken met deze as en met hun profiel dwars op de radiale richting van de as staan.Such a type of wind turbine is already known, consisting of an electric current generator with a vertically arranged axis to which two or more wing profiles are mounted which are spaced apart from the axis and which extend parallel to this axis with their longitudinal direction and with their profile transverse to the radial direction of the axis.

Bij wind zal de stroming van de lucht een aerodynamische kracht ontwikkelen op elke vleugelprofiel, welke kracht een draaimoment volgens een bepaalde draairichting uitoefent op de as van de stroomgenerator die hierdoor in rotatie aangedreven wordt om elektrische energie op te wekken.In wind, the flow of air will develop an aerodynamic force on each wing profile, which force exerts a torque according to a certain direction of rotation on the axis of the current generator which is thereby driven in rotation to generate electrical energy.

Aangezien de vleugels met de as mee ronddraaien zullen de vleugels bij het ronddraaien voortdurend een andere oriëntatie aannemen ten opzichte van de windrichting en zal bijvoorbeeld één vleugel zich tegen de wind in bewegen terwijl een andere vleugel zich met de wind mee zal bewegen.Since the wings rotate with the shaft, the wings will constantly assume a different orientation with respect to the wind direction when rotating and one wing will, for example, move against the wind while another wing will move with the wind.

Elke vleugel zal daardoor slechts in een beperkt segment van de draaibeweging -een aerodynamische kracht ontwikkelen, die bijdraagt tot het aandrij f koppel om de as van de stroomgenerator aan te drijven, terwijl gedurende de rest van de draaibeweging de vleugel eerder een kracht opwekt die zich verzet tegen deze draaibeweging.As a result, each wing will only develop an aerodynamic force in a limited segment of the rotational movement, which contributes to the driving torque to drive the axis of the current generator, while during the remainder of the rotational movement the wing will rather generate a force which resist this rotational movement.

Zulke windturbines staan bekend als Darrieus windturbines.Such wind turbines are known as Darrieus wind turbines.

Een ander type van verticale windturbines staat bekend als Savonius windturbines met een rotor met een verticale as waarop twee halve rechtopstaande radiaal gerichte holle profielen aangebracht zijn met een holle en een bolle zijde, waarbij deze profielen met hun holle zijde naar elkaar toe gericht zijn en elkaar met deze holle zijde gedeeltelijk overlappen.Another type of vertical wind turbines is known as Savonius wind turbines with a rotor with a vertical axis on which two half upright radially oriented hollow profiles are arranged with a hollow and a convex side, these profiles with their hollow side facing each other and each other partially overlap with this hollow side.

Door de wind zal de rotor aan het draaien gebracht worden doordat het profiel, dat met zijn holle zijde naar de wind gericht is, wind zal vangen.The wind will cause the rotor to rotate because the profile, with its hollow side facing the wind, will catch wind.

Het tweede profiel is op dat ogenblik met zijn bolle zijde naar de wind gericht, waardoor dit een aerodynamische kracht zal ondervinden die zich verzet tegen de draaibeweging veroorzaakt door de aerodynamische kracht op het eerste profiel.The second profile is at that moment with its convex side directed towards the wind, as a result of which this will experience an aerodynamic force that resists the rotational movement caused by the aerodynamic force on the first profile.

Doordat de profielen elkaar met hun holle zijde overlappen, zal de wind die door het eerste profiel gevangen wordt diametraal omgebogen worden in de richting van de holle zijde van het andere profiel, waardoor ook dit andere profiel hierdoor aan de holle zijde een druk ondervindt die een bijkomende aerodynamische kracht ontwikkelt die bij draagt tot het draaimoment van de as van de elektrische stroomgenerator.Because the profiles overlap each other with their hollow side, the wind that is caught by the first profile will be diametrically bent in the direction of the hollow side of the other profile, as a result of which this other profile also experiences a pressure on the hollow side that develops additional aerodynamic force that contributes to the torque of the electric current generator shaft.

Dit wordt wel eens bestempeld als het Savonius effect.This is sometimes referred to as the Savonius effect.

De voornoemde bekende types van verticale windturbines hebben het nadeel dat zij in verhouding tot het beperkt opgewekt vermogen relatief omvangrijk zijn, onder meer door het feit dat slechts een beperkt aantal profielen toegepast kan worden en hierdoor lange profielen gebruikt moeten worden om voldoende wind te kunnen vangen voor het opwekken van voldoende vermogen.The aforementioned known types of vertical wind turbines have the disadvantage that they are relatively bulky in relation to the limited power generated, inter alia due to the fact that only a limited number of profiles can be used and therefore long profiles must be used to be able to catch sufficient wind. for generating sufficient power.

Ook klassieke windturbines met een rotor met radiaal gerichte schoepen die rond een horizontale as draaien vertonen het nadeel relatief omvangrijk te zijn.Conventional wind turbines with a rotor with radially oriented blades rotating around a horizontal axis also have the disadvantage of being relatively bulky.

Een ander nadeel is dat zij door hun omvang het uitzicht verstoren.Another disadvantage is that they disturb the view due to their size.

Nog een ander nadeel is dat zij een laag rendement vertonen.Yet another disadvantage is that they exhibit low efficiency.

Een bijkomend nadeel is dat zij luidruchtig zijn en bijgevolg ook niet geschikt zijn om in de onmiddellijke omgeving van een woongebied opgesteld te worden.An additional disadvantage is that they are noisy and are therefore not suitable for installation in the immediate vicinity of a residential area.

Nog een. nadeel is dat de rotor onderhevig is aan zware trillingen.Another. The disadvantage is that the rotor is subject to heavy vibrations.

Nog een ander nadeel van een klassieke winturbine met een rotor met horizontale as en radiale schoepen is dat zulke windturbine een stabiele luchtstroming nodig heeft om goéd te kunnen functioneren aangezien alle schoepen evenveel druk nodig hebben, waardoor de rotor van zulke windturbine doorgaans hoog op een relatief dure pyloon wordt opgesteld.Yet another disadvantage of a conventional winter turbine with a rotor with horizontal axis and radial blades is that such a wind turbine requires a stable air flow to function properly since all blades require the same amount of pressure, so that the rotor of such a wind turbine is usually high at a relatively high expensive pylon.

De bekende windturbines vertonen ook het nadeel dat zij op hol kunnen slaan en zelfs sneller dan de wind kunnen draaien met gevaar op breuken en ongevallen tot gevolg.The known wind turbines also have the disadvantage that they can run wild and even run faster than the wind, with the risk of fractures and accidents as a result.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoémde en andere nadelen een oplossing te bieden.The present invention has for its object to provide a solution to at least one of the aforementioned and other disadvantages.

Hiertoe betreft de uitvinding een windturbine met een rotor en een as voor de aandrijving van een elektrische generator of andere belasting, waarbij de rotor uitgevoerd is als een trommel bestaande uit twee schijven die met elkaar verbonden zijn door een reeks schoepen in de vorm van gebogen profielen die langs de omtrek van de trommel verdeeld zijn en die zich met hun lengterichting uitstrekken evenwijdig aan de axiale richting van de as van de rotor, waarbij de schoepen voorzien zijn van een zogenaamde aanvalsboord aan de buitenzijde van de trommel en van een zogenaamde vluchtboord aan de binnenzijde van de trommel, waarbij deze schoepen zodanig geplaatst zijn dat het meetkundig vlak, gedefinieerd door de aanvalsboord en de vluchtboord, een zodanige hoek insluit met de radiale richting dat de wind bij normale snelheden rond de meetkundige as van de rotor een vortex doet ontstaan in de kern van de rotor.To this end, the invention relates to a wind turbine with a rotor and a shaft for driving an electric generator or other load, the rotor being designed as a drum consisting of two disks connected to each other by a series of blades in the form of bent profiles which are distributed along the circumference of the drum and which extend with their longitudinal direction parallel to the axial direction of the axis of the rotor, the blades being provided with a so-called attack edge on the outside of the drum and with a so-called escape edge on the outside of the drum. inside of the drum, these blades being positioned such that the geometric plane defined by the attack and the flight edge encloses such an angle with the radial direction that the wind creates a vortex in normal speeds around the geometric axis of the rotor the core of the rotor.

De rotor van zulke windturbine volgens de uitvinding zal door de wind aan het draaien gebracht worden doordat de gebogen schoepen een holle en een bolle zijde vertonen en de schoepen in een bepaalde sector van de omtrek van de trommel met hun holle zijde naar de wind gericht zijn, welk deel van de schoepen de wind vangen en de zogenaamde aanvalsschoepen genoemd worden en aldus een draaimoment veroorzaken die de rotor en de daarmee gekoppelde belasting in een bepaalde draairichting aandrijven.The rotor of such a wind turbine according to the invention will be made to turn by the wind because the curved blades have a hollow and a convex side and the blades in a certain sector of the circumference of the drum are oriented with their hollow side towards the wind which part of the blades catch the wind and are called the so-called attack blades and thus cause a torque which drives the rotor and the load associated therewith in a certain direction of rotation.

De overige schoepen buiten de voornoemde sector, de zogenaamde vluchtschoepen, ondervinden door het draaien eerder een tegendruk langs de bolle zijde, die een weerstandbiedend draaimoment veroorzaakt dat zich verzet tegen de voornoemde aandrijving.The other vanes outside the aforementioned sector, the so-called escape vanes, experience rather a counter-pressure along the convex side by turning, which causes a resistive torque that resists the aforementioned drive.

Doordat echter volgens de uitvinding in de kern van de trommel een vortex of een circulerende beweging van de lucht opgewekt wordt, wordt de lucht in deze kern opgewarmd door de wrijving van de luchtdeeltjes, waardoor de lucht in de kern gaat uitzetten en als het ware vanuit de kern een naar buiten gerichte druk uitoefent die inwerkt op de holle zijde van de alle schoepen en hierdoor een bijkomend draaimoment opgewekt wordt dat het voornoemde draaimoment nog versterkt en het weerstandbiedend draaimoment grotendeels tegenwerkt of zelfs volledig opheft.However, because according to the invention a vortex or a circulating movement of the air is generated in the core of the drum, the air in this core is heated by the friction of the air particles, whereby the air in the core starts to expand and, as it were, from the core exerts an outwardly directed pressure which acts on the concave side of the all blades and thereby generates an additional torque that reinforces the aforementioned torque and largely counteracts or even completely cancels out the resistive torque.

De windturbine combineert als het ware de energieomzetting van de wind volgens het Darrieus effect en het Savonius effect in een enkele windturbine.The wind turbine combines the energy conversion of the wind according to the Darrieus effect and the Savonius effect into a single wind turbine.

De restwaarde van de reeds geleverde energie volgens het Darrieus en het Savonius effect op de aanvalsschoepen wordt door de vortex als het ware gereactiveerd met en geprojecteerd op de vluchtschoepen die daardoor ook enigszins als extra aanvalsschoepen fungeren. De energetische krachten van de wind zijn alzo bijna volledig opgebruikt, waardoor het Betz-rendement boven de 50% uitkomt, dus bijna het maximum van de Betz-theorie.The residual value of the energy already supplied according to the Darrieus and the Savonius effect on the attack vanes is, as it were, reactivated by the vortex with and projected onto the flight vanes, which therefore also act somewhat as additional attack vanes. The energetic forces of the wind are thus almost completely used up, so that the Betz efficiency exceeds 50%, so almost the maximum of the Betz theory.

Een voordeel van een windturbine volgens de uitvinding is dan ook dat het nuttig vermogen van de windturbine bijna verdubbelt door de vortexwerking, waardoor bij eenzelfde windsnelheid het opgewekte vermogen veel groter is en bijgevolg het totale rendement van de windturbine zeer gunstig is.An advantage of a wind turbine according to the invention is therefore that the useful power of the wind turbine almost doubles due to the vortex effect, as a result of which the power generated is much greater at the same wind speed and consequently the total efficiency of the wind turbine is very favorable.

Bovendien kunnen meer schoepen, bijvoorbeeld zestien schoepen, toegepast worden dan in het geval van de bekende verticale windturbines, waardoor voor eenzelfde vermogen de schoepen ook veel minder lang uitgevoerd kunnen worden. Een windturbine volgens de uitvinding zal dan ook veel. minder omvangrijk zijn dan een windturbine van het gekende type met een vergelijkbaar vermogen.Moreover, more blades, for example sixteen blades, can be used than in the case of the known vertical wind turbines, so that for the same power the blades can also be designed for much less time. A wind turbine according to the invention will therefore have a lot. are less bulky than a wind turbine of the known type with a comparable capacity.

Een onverwacht gunstig effect is dat door het "opblaaseffect" de turbine bijna uit zichzelf gebalanceerd is en het trillingsniveau van de rotor bijgevolg zeer gering is, zelfs bij windsnelheden van bijvoorbeeld 140 km/uur.An unexpectedly favorable effect is that due to the "inflation effect" the turbine is almost self-balanced and the vibration level of the rotor is therefore very low, even at wind speeds of, for example, 140 km / hour.

Nog een gunstig effect is dat de windturbine in werking bijna geruisloos is, ook bij hoge windsnelheden, dit door het feit dat de restwaarde van de windenergie die niet gebruikt wordt voor de aandrijving van de windturbine tot een minimum is gereduceerd.Another favorable effect is that the wind turbine is almost silent in operation, even at high wind speeds, this due to the fact that the residual value of the wind energy that is not used for driving the wind turbine is reduced to a minimum.

Samengevat bestaat het principe van de uitvinding erin de windenergie volledig op te gebruiken, dit in tegenstelling tot andere systemen die soms tot 70% restwaarde onbenut laten.In summary, the principle of the invention is to fully use up wind energy, unlike other systems that sometimes leave up to 70% residual value.

Nog een voordeel is dat een windturbine volgens de uitvinding niet noodzakelijk een stabiele luchtstroming nodig heeft, waardoor deze ook veel lager kan worden opgesteld dan de klassieke windturbines.Another advantage is that a wind turbine according to the invention does not necessarily require a stable air flow, so that it can also be arranged much lower than the traditional wind turbines.

Nog een ander voordeel is dat de windturbine behoort tot de "traagdraaiers" en niet op hol kan slaan, waardoor het gevaar op ongevallen drastisch afneemt.Yet another advantage is that the wind turbine is one of the "slow rotators" and cannot run wild, which drastically reduces the risk of accidents.

Bij voorkeur bezitten de gebogen profielen, in dwarsdoorsnede gezien, de vorm van een cirkelsegment.Preferably, the curved profiles, viewed in cross-section, have the shape of a circle segment.

Zulke profielen zijn eenvoudig van vorm en bijgevolg goedkoop te realiseren.Such profiles are simple in shape and therefore inexpensive to realize.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een windturbine volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch en in perspectief een windturbine . volgens de uitvinding weergeeft; en, figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1.With the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, a preferred embodiment of a wind turbine according to the invention is described below as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows diagrammatically and in perspective a wind turbine. according to the invention; and, figure 2 represents a section according to line II-II in figure 1.

De in de figuren weergegeven windturbine 1 is opgebouwd uit een rotor 2 met een as 3 die zich uitstrekt volgens een verticale axiale richting X-X' en die bedoeld is voor de lagering van de rotor op een niet in de figuren weergeven frame en voor de aandrijving van een niet weergegeven elektrische stroomgenerator of andere belasting.The wind turbine 1 shown in the figures is composed of a rotor 2 with a shaft 3 extending in a vertical axial direction XX 'and which is intended for bearing the rotor on a frame not shown in the figures and for driving an electric power generator or other load not shown.

De rotor 2 is uitgevoerd als een trommel bestaande uit twee ronde schijven 4 die met elkaar verbonden zijn door een reeks schoepen 5 in de vorm van gebogen profielen die op een regelmatige afstand van elkaar, langs de omtrek 6 van de trommel en van de schijven 4, verspreid zijn.The rotor 2 is designed as a drum consisting of two round discs 4 which are connected to each other by a series of blades 5 in the form of curved profiles that are spaced at a regular distance from each other, along the circumference 6 of the drum and of the discs 4 , are scattered.

In het weergegeven voorbeeld zijn er bijvoorbeeld zestien schoepen 5, hoewel een ander aantal niet is uitgesloten.In the example shown there are, for example, sixteen blades 5, although another number is not excluded.

De schoepen 5 strekken zich met hun lengterichting of profielrichting uit evenwijdig aan de axiale richting X-X' van de as 3 van de rotor 2.The blades 5 extend with their longitudinal direction or profile direction parallel to the axial direction X-X 'of the shaft 3 of the rotor 2.

De schoepen 5 hebben bij voorkeur een dwarsdoorsnede in de vorm van een cirkelsegment met een kromtestraal A en zijn voorzien van. een vrije rand 7 aan de buitenomtrek 6 van de rotor. 2, de zogenaamde aanvalsboord 7, en van een vrije rand 8. aan de binnenzijde van de rotor 2, de zogenaamde vluchtboord 8.The blades 5 preferably have a cross section in the form of a circle segment with a radius of curvature A and are provided with. a free edge 7 on the outer circumference 6 of the rotor. 2, the so-called attack board 7, and of a free edge 8. on the inside of the rotor 2, the so-called escape board 8.

De aanvalsboorden 7 van de schoepen 5 zijn gelegen op een buitenste meetkundig cilindrisch oppervlak 9 aan de omtrek 6 van de rotor met diameter D, welk oppervlak coaxiaal is met de axiale richting X-X' van de rotor 2, terwijl de vluchtboorden 8 gelegen zijn op een binnenste meetkundig cilindrisch oppervlak 10 dat eveneens coaxiaal is met de axiale richting X-X' en dat een kleinere diameter E bezit.The attack edges 7 of the blades 5 are located on an outer geometrically cylindrical surface 9 on the circumference 6 of the diameter D rotor, which surface is coaxial with the axial direction XX 'of the rotor 2, while the escape edges 8 are situated on a inner geometric cylindrical surface 10 which is also coaxial with the axial direction XX 'and which has a smaller diameter E.

De verhouding van de diameter E van het binnenste oppervlak 10 tot de diameter D van het buitenste oppervlak 9 bedraagt bij voorkeur ongeveer 70%.The ratio of the diameter E of the inner surface 10 to the diameter D of the outer surface 9 is preferably about 70%.

De voornoemde kromtestraal A van de schoepen 5 bedraagt bij voorkeur ongeveer 40% van de straal E/2 van het binnenste cilindrisch oppervlak 10.The aforementioned radius of curvature A of the vanes 5 is preferably about 40% of the radius E / 2 of the inner cylindrical surface 10.

De schoepen 5 zijn bij voorkeur zodanig geplaatst dat voor elke schoep het meetkundig vlak Y-Y', gedefinieerd door de aanvalsboord 7 en de vluchtboord 8, een zodanige hoek B insluit met de radiale richting R-R' doorheen de vluchtboord 8, die van de grootteorde is van 60° en bij voorkeur zodanig dat het gebogen profiel van de schoepen 5 aan de vluchtboord 8 radiaal of nagenoeg radiaal gericht is volgens de voornoemde radiale richting R-R' doorheen de vluchtboord 8 en aan de aanvalsboord 7 loodreoht of nagenoeg loodrecht gericht is op de radiale richting doorheen deze aanvalsbord 7, met andere woorden tangentieel of nagenoeg tangentieel aan het cilindrisch oppervlak 9 ter hoogte van de aanvalsboord 7.The vanes 5 are preferably positioned such that for each vane, the geometric plane Y-Y ', defined by the assault board 7 and the escape board 8, encloses such an angle B with the radial direction RR' through the escape board 8, that of the order of magnitude is of 60 ° and preferably such that the curved profile of the vanes 5 on the flight edge 8 is directed radially or substantially radially in the aforementioned radial direction RR 'through the flight edge 8 and on the attack edge 7 is perpendicularly or substantially perpendicular to the radial direction through this attack board 7, in other words tangentially or substantially tangentially to the cylindrical surface 9 at the level of the attack board 7.

De schoepen vertonen een holle zijde 11 en een bolle zijde 12.The blades have a concave side 11 and a convex side 12.

De werking van een windturbine 1 volgens de uitvinding is zeer eenvoudig en als volgt.The operation of a wind turbine 1 according to the invention is very simple and as follows.

Wanneer wind uit een richting W komt, zoals schematisch weergegeven in figuur 2, dan zullen de schoepen 5 die gesitueerd zijn in de cirkelsector 13 en die met hun holle zijde naar de wind gekeerd zijn, de wind rechtstreeks vangen, waardoor een draaimoment M opgewekt wordt die de rotor 2 aan het draaien brengt in een bepaalde draairichting F zoals weergegeven in figuur 2.When wind comes from a direction W, as schematically shown in Fig. 2, the blades 5 which are situated in the circle sector 13 and whose hollow side faces the wind, will catch the wind directly, thereby generating a torque M which causes the rotor 2 to rotate in a certain direction of rotation F as shown in figure 2.

De overige schoepen 5 zijn met hun holle zijde 11 ofwel uit de wind geplaatst ofwel zijn deze schoepen 5 met hun holle zijde weggericht van de wind. In ieder geval vangen deze schoepen 5 buiten de cirkelsector 13 niet rechtstreeks de wind die uit de richting W komt.The other vanes 5 are placed with their hollow side 11 either from the wind or these vanes 5 with their hollow side are directed away from the wind. In any case, these blades 5 outside the circle sector 13 do not directly catch the wind coming from the direction W.

Deze overige schoepen 5 dragen dan ook niet rechtstreeks bij tot de omzetting van de windenergie in een draaibeweging volgens de draairichting F. Deze schoepen 5 zullen integendeel door hun draaibeweging in de draairichting F tegen de wind in bewegen en daardoor een weerstandbiedend koppel M' opwekken dat zich verzet tegen het draaimoment M.These other blades 5 therefore do not directly contribute to the conversion of the wind energy into a rotational movement in the direction of rotation F. On the contrary, these blades 5 will move against the wind through their rotational movement in the direction of rotation F and thereby generate a resistive torque M 'which opposes the M. torque

Door de vormgeving van. de rotor 2 wordt echter in de kern van de rotor 2 een vortex 14 opgewekt die de lucht rond de axiale richting X-X' heftig doet ronddraaien aan een snelheid die veel groter is dan de snelheid van de binnenkomende lucht en die bijvoorbeeld vijf maal groter is dan deze binnenkomende snelheid.By the design of. however, the rotor 2 generates in the core of the rotor 2 a vortex 14 which causes the air to rotate violently around the axial direction XX 'at a speed that is much greater than the speed of the incoming air and which is, for example, five times greater than this incoming speed.

Door de wrijving van de luchtdeeltjes wordt de lucht in de kern opgewarmd en wordt zodoende een overdruk in de kern opgebouwd, welke overdruk naar buiten toe inwerkt op de holle zijden 11 van alle schoepen 5.Due to the friction of the air particles, the air in the core is heated up and an overpressure is built up in the core, which overpressure acts on the hollow sides 11 of all blades 5.

Zodoende zal deze druk op de holle zijde 11 van de schoepen 5 een draaimoment M' ' opwekken in de richting van de pijl F, welk draaimoment M' ' dus het draaimoment M zal versterken en het weerstandbiedend koppel M' geheel of gedeeltelijk teniet zal doen.Thus, this pressure on the concave side 11 of the vanes 5 will generate a torque M '' in the direction of the arrow F, which torque M '' will therefore strengthen the torque M and completely or partially abolish the resistive torque M '. .

In ieder geval zal het resulterend draaimoment veel groter zijn dan zonder het optreden van een vortex.In any case, the resulting torque will be much greater than without the occurrence of a vortex.

De schijven 4 aan de uiteinden van de schoepen dragen bij tot het ontstaan van de vortex aangezien deze schijven beletten dat lucht in axiale richting X-X' zou kunnen ontsnappen.The discs 4 at the ends of the blades contribute to the formation of the vortex since these discs prevent air from escaping axially X-X '.

Een windturbine 1 volgens de uitvinding bezit bijvoorbeeld volgende afmetingen: A = 170 mm D = 1250 mm E = 875 mmA wind turbine 1 according to the invention has, for example, the following dimensions: A = 170 mm D = 1250 mm E = 875 mm

Met een windturbine van deze afmetingen en een hoogte H van de schoepen 5 van 1250 mm kon bij proeven een elektrisch vermogen van om en bij de 300 à 350 Watt ontwikkeld worden bij een windsnelheid van 30 km/uur.With a wind turbine of these dimensions and a height H of the blades 5 of 1250 mm, an electrical power of around 300 to 350 watts could be developed during tests at a wind speed of 30 km / hour.

Een klassieke windturbine met een rotor met drie radiaal gerichte schroefbladen die rond een horizontale as draaien en die bij vergelijkbare windsnelheid een vergelijkbaar vermogen zou ontwikkelen, vereist al gauw een diameter van de rotor van 2,8 m.A traditional wind turbine with a rotor with three radially oriented propeller blades that rotate around a horizontal axis and that would develop a comparable power at a comparable wind speed, quickly requires a rotor diameter of 2.8 m.

Een windturbine met een groter vermogen kan eenvoudigweg bekomen worden door een verschaling van de voornoemde afmetingen A, D, E tot grotere afmetingen.A wind turbine with a greater power can simply be obtained by scaling the aforementioned dimensions A, D, E to larger dimensions.

Hoewel het de voorkeur geniet de windturbine 1 op te stellen met een verticaal opgerichte as 3, is het niet uitgesloten de windturbine 1 op een andere manier op te stellen, bijvoorbeeld met horizontaal gerichte as 3.Although it is preferable to arrange the wind turbine 1 with a vertically erected shaft 3, it is not excluded that the wind turbine 1 can be arranged in a different way, for example with horizontally oriented shaft 3.

De windturbine 1 kan ten andere ook toegepast worden als waterturbine, waarbij de turbine 1 dan bijvoorbeeld met haar as 3 horizontaal wordt opgesteld en de turbine 1 dan gedeeltelijk wordt ondergedompeld in een stroom of dergeljke.The wind turbine 1 can alternatively also be used as a water turbine, wherein the turbine 1 is then, for example, positioned horizontally with its shaft 3 and the turbine 1 is then partially submerged in a stream or the like.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een windturbine volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen verwezenlijkt worden, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is by no means limited to the embodiment described by way of example and shown in the figures, but a wind turbine according to the invention can be realized in all shapes and sizes without departing from the scope of the invention.

Claims

Wind turbine with a rotor (2) and a shaft (3) for driving an electric current generator or other load, characterized in that the rotor (2) is designed as a drum consisting of two discs (4) connected to each other are parallel to the axial direction (X-X ') of the shaft of the rotor (2) by a series of blades (5) in the form of curved profiles distributed along the circumference 9 of the drum and extending with their longitudinal direction ), wherein the blades (5) are provided with a so-called attack collar (7) on the outside of the drum and with a so-called escape board (8) on the inside of the drum, said blades (5) being positioned such that it is geometrically plane (Y-Y ') defined by the attack port (7) and the escape board (8) enclose an angle (A) with the radial direction (R-R') that the wind at normal speeds around the geometric axis (X- X ') of the rotor (2) creates a vortex (14) in the core of the rotor (2 ).

Wind turbine according to claim 1, characterized in that the curved profile on the escape board (8) is oriented radially or substantially radially.

Wind turbine according to claim 1 or 2, characterized in that the curved profile on the attack collar (7) is perpendicular or almost perpendicular to the radial direction.

Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the aforementioned geometric plane (Y-Y '), defined by the attack port (7) and the escape board (8), enclose an angle (A) with the radial direction that of the order of magnitude is of 60 °.

Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the attack edges (7) of the blades (5) are located on an outer geometrically cylindrical surface (9) coaxial with the axis (3) of the rotor (2) and the escape edges (8) of the blades (5) are located on an inner cylindrical surface (10) with a smaller diameter (E) and which is also coaxial with the axis (2) of the rotor (3) and that the ratio from the diameter (E) of the inner surface (10) to the diameter (D) of the outer surface (9) being approximately 70%.

Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the curved profiles have the shape of a circle segment in cross-section.

Wind turbine according to claims 5 and 6, characterized in that said circle segment has a radius of curvature (R) which is approximately 40% of the radius (E / 2) of the inner cylindrical surface (10).

Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that it is provided with sixteen blades (5).

Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the blades (5) are spread at a regular distance from each other along the circumference (9) of the drum.

Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that it is arranged vertically with its axis (2).