BE1027193B1

BE1027193B1 - Turbinesysteem met leidband

Info

Publication number: BE1027193B1
Application number: BE20195252A
Authority: BE
Inventors: Reinier Johannes Rijke
Original assignee: Mataro Holding Bv
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-11-17
Also published as: BE1027193A1; EP3726050A1

Abstract

In een eerste aspect heeft de huidige uitvinding betrekking tot een turbinesysteem (100) voor het opwekken van energie uit een stromend fluïdum (500), bevattende: (i) een rotoras (300); (ii) ten minste één turbineblad (200) gekoppeld met de rotoras (300), waarbij een oriëntatie van minstens een sectie (202) van het turbineblad (200) variabel is ten opzichte van de rotoras (300); en (iii) een leidband (800) gekoppeld met de turbinebladsectie (202), waarbij de leidband (800) de oriëntatie van de turbinebladsectie (202) ten opzichte van de rotoras (300) bepaalt.

Description

TURBINESYSTEEM MET LEIDBAND Toepassingsgebied van de uitvinding Deze uitvinding heeft in het algemeen betrekking op turbinesystemen voor het opwekken van energie uit een stromend fluïdum en in het bijzonder op zulke turbinesystemen waarin de oriëntatie van de turbinebladen gecontroleerd kan worden.

Achtergrond van de uitvinding Binnen de stand der techniek zijn reeds een verscheidenheid aan turbinesystemen gekend voor het opwekken van energie uit een stromend fluïdum zoals water of wind. Deze zijn typisch opgebouwd uit een of meer turbinebladen (ook wel schoepen genoemd) dewelke ingericht zijn om een draaiende omwenteling te maken omheen een rotatieas en dewelke gekoppeld zijn aan een turbineas die typisch gelijkloopt met de rotatieas. Het stromend fluïdum brengt de turbinebladen, en daarmee ook de turbineas, in beweging en de mechanische energie geassocieerd met het daarmee gegenereerde rotatiemoment wordt dan omgezet in een andere bruikbare energievorm (e.g. elektriciteit).

Kenmerkend voor de gekende turbinesystemen is dat de turbinebladen meestal vast gepositioneerd en georiënteerd zijn ten opzichte van de meeroterende turbineas. Echter, door de relatieve positie en/of oriëntatie van de schoepen veranderbaar te maken, zou typisch een beter energetisch rendement gerealiseerd kunnen worden.

WO2015034096 beschrijft bijvoorbeeld bladstructuur waarbij de bladen, onder invloed van de stroomkracht van het fluïdum, deels kunnen roteren binnen twee uiterste posities. Hierdoor kan de weerstand van de bladen verminderd worden, waardoor het draaimoment toeneemt. Echter, doordat de oriëntatie van het blad enkel passief (i.e. onder invloed van de stroomkracht) gevarieerd wordt, is er weinig controle over deze oriëntatie en kan de optimale oriëntatie niet op ieder punt langsheen een omwenteling ingesteld worden; hierdoor is het te behalen energetisch rendement beperkt.

WO0040859A1 beschrijft een turbine waarin de bladen beweegbaar zijn rond een asen elk blad voorzien is van een afzonderlijke stapmotor. Op deze manier is de rotationele oriëntatie van elk turbineblad afzonderlijk instelbaar in functie van de positie van het turbineblad in de stroom. Door een dergelijke continue oriëntatiesturing kan steeds een gewenste invalshoek ten opzichte van de richting van het stromende fluïdum worden bereikt. Hierdoor kan een aanzienlijke verbetering van de energieopbrengst bekomen worden. Het nadeel van dit systeem is echter dat er per blad een afzonderlijke motor gebruikt wordt. Deze zijn kostbaar, kwetsbaar voor storingen en defecten, en vereisen zelf een energiebron waardoor het gewonnen energetisch rendement uit de oriëntatiesturing deels tenietgedaan wordt.

Er is dus nog nood aan een efficiëntere turbinesystemen.

Samenvatting van de uitvinding Het is een doelstelling van de onderhavige uitvinding om goede turbinesystemen voor het opwekken van energie uit een stromend fluïdum te voorzien. Deze doelstelling wordt verwezenlijkt door een systeem en/of een gebruik volgens de onderhavige uitvinding.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen volgens de onderhavige uitvinding dat een groter energetisch rendement gerealiseerd kan worden.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen volgens de onderhavige uitvinding dat de oriëntatie van het turbineblad continu varieerbaar is (eventueel binnen twee uiterste posities).

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen volgens de onderhavige uitvinding dat de oriëntatie van het turbineblad op ieder punt langsheen een omwenteling ingesteld kan worden.

Het is een voordeel van uitvoeringsvomen volgens de onderhavige uitvinding dat geen afzonderlijke motor per turbineblad nodig is.

Het is een voordeel van uitvoeringsvomen volgens de onderhavige uitvinding dat geen afzonderlijke energiebron nodig is, maar dat de instelling van het turbineblad gebeurt aan de hand van de mechanische energie vervat in het systeem.

Het is een voordeel van uitvoeringsvomen volgens de onderhavige uitvinding dat het aantal onderdelen bij dewelke storingen en/of defecten kunnen optreden beperkt is.

In een eerste aspect heeft de huidige uitvinding betrekking tot een turbinesysteem voor het opwekken van energie uit een stromend fluïdum, bevattende: (i) een rotoras; (ii) ten minste één turbineblad gekoppeld met de rotoras, waarbij een oriëntatie van minstens een sectie van het turbineblad variabel is ten opzichte van de rotoras; en (iii) een leidband gekoppeld met de turbinebladsectie, waarbij de leidband de oriëntatie van de turbinebladsectie ten opzichte van de rotoras bepaalt.

In uitvoeringvormen kan de rotoras loodrecht op een stroomrichting van het fluïdum staan.

In uitvoeringsvormen kan het turbinesysteem meerdere turbinebladen omvatten en kan de leidband gekoppeld zijn aan meerdere turbinebladen. Het is een voordeel dat verschillende turbinebladen terzelfdertijd kunnen geörienteerd worden.

In uitvoeringsvormen kan het turbinesysteem een Darrieus-type turbinesysteem zijn.

In uitvoeringvormen kan het stromend fluïdum water of wind zijn.

In uitvoeringsvomen kan de turbinebladsectie het ganse turbineblad zijn.

In uitvoeringsvomen kan de turbinebladsectie slechts een gedeelte van het ganse turbineblad zijn.

In uitvoeringsvomen kan een koppeling tussen de turbinebladsectie en de rest van het turbineblad een draaielement omvatten.

In uitvoeringsvomen kan een koppeling tussen het turbineblad en de rotoras een draaielement omvatten.

In uitvoeringvormen kan de leidband dusdanig gevormd zijn dat, in werking, de oriëntatie van de turbinebladsectie ten opzichte van de rotoras varieert doorheen een omwenteling van het turbineblad.

In uitvoeringvormen kan de leidband gevormd zijn als een niet-circulaire lus.

In uitvoeringvormen kan de turbinebladsectie verbonden zijn met een volgelement voor het traceren van de leidband.

In uitvoeringvormen kan het volgelement een rol, een glijschoen, een ring of een pen bevatten.

In uitvoeringvormen kan de leidband een sleuf of een opstaande ribbe bevatten voor het leiden van het volgelement.

In uitvoeringvormen kan een positie van de leidband gefixeerd zijn relatief binnenin het turbinesysteem.

In uitvoeringvormen kan het turbinesysteem verder bevatten: (iv) middelen voor het transleren en/of roteren van de leidband relatief binnenin het turbinesysteem.

In een tweede aspect heeft de huidige uitvinding betrekking tot een gebruik van een leidband in een turbinesysteem voor het oriënteren van minstens één aan de leidband gekoppelde sectie van een turbineblad.

De verschillende aspecten kunnen eenvoudig met elkaar gecombineerd worden, en de combinaties corresponderen aldus eveneens met uitvoeringsvormen volgens de huidige uitvinding. Specifieke en voorkeursdragende aspecten van de uitvinding zijn opgenomen in de aangehechte onafhankelijke en afhankelijke conclusies. Kenmerken van de afhankelijke conclusies kunnen worden gecombineerd met kenmerken van de onafhankelijke conclusies en met kenmerken van andere afhankelijke conclusies zoals aangewezen en niet enkel zoals uitdrukkelijk in de conclusies naar voor gebracht.

Deze en andere aspecten van de uitvinding zullen duidelijk zijn van en verhelderd worden met verwijzing naar de hiernavolgende beschreven uitvoeringsvorm(en).

Korte beschrijving van de figuren FIG 1 en 2 illustreren turbinesystemen volgens voorbeeldmatige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

De figuren zijn enkel schematisch en niet limiterend. In de figuren kunnen de afmetingen van sommige onderdelen overdreven en niet op schaal zijn voorgesteld voor illustratieve doeleinden.

Referentienummers in de conclusies mogen niet worden geïnterpreteerd om de beschermingsomvang te beperken. In de verschillende figuren verwijzen dezelfde referentienummers naar dezelfde of gelijkaardige elementen.

Gedetailleerde beschrijving van illustratieve uitvoeringsvormen De huidige uitvinding zal beschreven worden met betrekking tot bijzondere uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, echter de uitvinding wordt daartoe niet beperkt maar is enkel beperkt door de conclusies. De beschreven 5 tekeningen zijn slechts schematisch en niet beperkend. In de tekeningen kunnen voor illustratieve doeleinden de afmetingen van sommige elementen vergroot en niet op schaal getekend zijn. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen soms niet overeen met de actuele praktische uitvoering van de uitvinding.

Verder worden de termen eerste, tweede, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt voor het onderscheiden van gelijkaardige elementen en niet noodzakelijk voor het beschrijven van een volgorde, noch in de tijd, noch spatiaal, noch in rangorde of op enige andere wijze. Het dient te worden begrepen dat de termen op die manier gebruikt onder geschikte omstandigheden verwisselbaar zijn en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin beschreven geschikt zijn om in andere volgorde te werken dan hierin beschreven of weergegeven.

Bovendien worden de termen boven, onder, voor, achter en dergelijke in de beschrijving en de conclusies aangewend voor beschrijvingsdoeleinden en niet noodzakelijk om relatieve posities te beschrijven. Het dient te worden begrepen dat de termen die zo aangewend worden onder gegeven omstandigheden onderling kunnen gewisseld worden met hun antoniemen en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin beschreven ook geschikt zijn om te werken volgens andere oriëntaties dan hierin beschreven of weergegeven.

Het dient opgemerkt te worden dat de term "bevat", zoals gebruikt in de conclusies, niet als beperkt tot de erna beschreven middelen dient geïnterpreteerd te worden; deze term sluit geen andere elementen of stappen uit. Hij is zodoende te interpreteren als het specificeren van de aanwezigheid van de vermelde kenmerken, waarden, stappen of componenten waarnaar verwezen wordt, maar sluit de aanwezigheid of toevoeging van een of meerdere andere kenmerken, waarden, stappen of componenten, of groepen daarvan niet uit. Dus, de omvang van de uitdrukking "een inrichting bevattende middelen A en B" dient niet beperkt te worden tot inrichtingen die slechts uit componenten A en B bestaan. Het betekent dat met betrekking tot de huidige uitvinding, A en B de enige relevante componenten van de inrichting zijn.

Verwijzing doorheen deze specificatie naar “één uitvoeringsvorm” of “een uitvoeringsvorm” betekent dat een specifiek kenmerk, structuur of karakteristiek beschreven in verband met de uitvoeringsvorm is opgenomen in ten minste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Dus, het voorkomen van de uitdrukkingen “in één uitvoeringsvorm” of “in een uitvoeringsvorm” op diverse plaatsen doorheen deze specificatie hoeft niet noodzakelijk telkens naar dezelfde uitvoeringsvorm te refereren, maar kan dit wel doen. Voorts, de specifieke kenmerken, structuren of karakteristieken kunnen gecombineerd worden op eender welke geschikte manier, zoals duidelijk zou zijn voor een gemiddelde vakman op basis van deze bekendmaking, in een of meerdere uitvoeringsvormen.

Vergelijkbaar dient het geapprecieerd te worden dat in de beschrijving van voorbeeldmatige uitvoeringsvormen van de uitvinding verscheidene kenmerken van de uitvinding soms samen gegroepeerd worden in één enkele uitvoeringsvorm, figuur of beschrijving daarvan met als doel het stroomlijnen van de openbaarmaking en het helpen in het begrijpen van een of meerdere van de verscheidene inventieve aspecten. Deze werkwijze van openbaarmaking dient hoe dan ook niet geïnterpreteerd te worden als een weerspiegeling van een intentie dat de uitvinding meer kenmerken vereist dan expliciet vernoemd in iedere conclusie. Eerder, zoals de volgende conclusies weerspiegelen, liggen inventieve aspecten in minder dan alle kenmerken van één enkele voorafgaande openbaar gemaakte uitvoeringsvorm. Dus, de conclusies volgend op de gedetailleerde beschrijving zijn hierbij expliciet opgenomen in deze gedetailleerde beschrijving, met iedere op zichzelf staande conclusie als een afzonderlijke uitvoeringsvorm van deze uitvinding.

Voorts, terwijl sommige hierin beschreven uitvoeringsvormen sommige, maar niet andere, in andere uitvoeringsvormen inbegrepen kenmerken bevatten, zijn combinaties van kenmerken van verschillende uitvoeringsvormen bedoeld als gelegen binnen de reikwijdte van de uitvinding, en vormen deze verschillende uitvoeringsvormen, zoals zou begrepen worden door de vakman. Bijvoorbeeld, in de volgende conclusies kunnen eender welke van de beschreven uitvoeringsvormen gebruikt worden in eender welke combinatie. In de hier voorziene beschrijving worden talrijke specifieke details naar voren gebracht. Het is hoe dan ook te begrijpen dat uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen uitgevoerd worden zonder deze specifieke details. In andere gevallen zijn welgekende werkwijzen, structuren en technieken niet in detail getoond om deze beschrijving helder te houden. In een eerste aspect heeft de huidige uitvinding betrekking tot een turbinesysteem voor het opwekken van energie uit een stromend fluïdum, bevattende: (ii) een rotoras; (ii) ten minste één turbineblad gekoppeld met de rotoras, waarbij een oriëntatie van minstens een sectie van het turbineblad variabel is ten opzichte van de rotoras; en (iii) een leidband gekoppeld met de turbinebladsectie, waarbij de leidband de oriëntatie van de turbinebladsectie ten opzichte van de rotoras bepaalt.

In uitvoeringsvormen kan het turbinesysteem vast of drijvend opgesteld zijn ten opzichte van het fluïdum.

In uitvoerings vormen kan het turbinesysteem een Darrieus-type turbinesysteem zijn.

In uitvoeringvormen kan het stromend fluïdum water of wind zijn. In voorkeursdragende uitvoeringvormen kan het stromend fluïdum water zijn. Het stromend water kan bijvoorbeeld voorkomen uit getijdenwerking, natuurlijke stromen (e.g. rivieren) of door menselijke invloed ontstane stroom (e.g. kanalen of afwateringen). Onder invloed van het stromend fluïdum maakt het turbineblad typisch een draaiende omwenteling en brengt daarbij een draaimoment over op de rotoras. In uitvoeringsvormen kan het turbinesysteem meerdere turbinebladen bevatten, zoals 2, 3, 4, 5, 6, 8, 20 of meer bladen.

In sommige uitvoeringsvomen kan de turbinebladsectie het ganse turbineblad zijn. In zulke uitvoeringsvomen kan een koppeling tussen het turbineblad en de rotoras een draaielement omvatten. Zo’n draaielement tussen het turbineblad en de rotoras laat voordelig toe om de oriëntatie van turbineblad te variëren relatief ten opzichte van de meeroterende rotoras. Het draaielement kan bijvoorbeeld een mechanisch gewricht zijn, zoals een kogelgewricht, lager of een scharnier.

In alternatieve of complementaire uitvoeringsvomen kan de turbinebladsectie slechts een gedeelte (e.g. een segment) van het ganse turbineblad zijn. In zulke uitvoeringsvomen kan een koppeling tussen de turbinebladsectie en de rest van het turbineblad een draaielement (cf. supra) omvatten. Zo’n draaielement tussen het turbineblad en de rotoras laat voordelig toe om de oriëntatie van de turbinebladsectie te variëren relatief ten opzichte van de rest van het turbineblad. In uitvoeringsvormen kunnen de voorgaande elementen gecombineerd zijn. Op deze manier kan voordelig zowel de oriëntatie van het gedeelte van het turbineblad als van de rest daarvan apart ingesteld worden. In zulke uitvoeringsvomen kan een koppeling tussen het turbineblad en de rotoras een draaielement omvatten en kan een koppeling tussen de turbinebladsectie en de rest van het turbineblad een draaielement omvatten. In deze uitvoeringsvormen kan gebruik gemaakt worden van twee afzonderlijke leidbanden (e.g. een eerste voor het bepalen van de oriëntatie van het ganse turbineblad en een tweede voor het bepalen van de oriëntatie van het gedeelte daarvan), of van een enkele leidband. In uitvoeringsvormen kan het ganse turbineblad via een eerste koppeling gekoppeld zijn aan een eerste leidband en het gedeelte daarvan via een tweede koppeling gekoppeld zijn een tweede leidband. Zo kan bijvoorbeeld bekomen worden dat de oriëntatie van het gedeelte afzonderlijk (e.g. asynchroon) gevarieerd kan worden van dat van de rest van het turbineblad. In uitvoeringsvormen kan het ganse turbineblad via een eerste koppeling gekoppeld zijn aan een leidband en het gedeelte daarvan via een tweede koppeling gekoppeld zijn aan dezelfde leidband, waarbij de eerste koppeling zich op een gekozen afstand van de tweede koppeling bevindt. Zo kan bijvoorbeeld bekomen worden dat de oriëntatie van het gedeelte en van de rest van het turbineblad doorheen een omwenteling synchroon gevarieerd kunnen worden, bv. waarbij de oriëntatie het gedeelte een gekozen fase voorop of achteroploopt op dat van de rest van het turbineblad. In uitvoeringvormen kan de leidband dusdanig gevormd zijn dat, in werking, de oriëntatie van de turbinebladsectie ten opzichte van de rotoras (e.g. de hoek van de turbinebladsectie ten opzichte van de raaklijn aan de beschreven omwenteling)

varieert doorheen een omwenteling van het turbineblad. In uitvoeringvormen kan de leidband gevormd zijn als een niet-circulaire lus. De leidband is bij voorkeur dusdanig gevormd dat de oriëntatie van de turbinebladsectie die daardoor ingesteld wordt op verscheidene punten van de omwenteling (e.g. doorheen de volledige omwenteling) aangepast (e.g. geoptimaliseerd) is om het energetisch rendement van het turbinesysteem te verbeteren.

In uitvoeringvormen kan de turbinebladsectie verbonden zijn met een volgelement voor het traceren van de leidband. In uitvoeringvormen kan het volgelement een rol (e.g. een tandemrol), een glijschoen, een ring of een pen bevatten.

In uitvoeringsvormen kan het volgelement een helmstok bevatten. In uitvoeringsvormen kan de helmstok voorwaarts of achterwaarts gericht zijn ten opzichte van een rotatierichting van het turbineblad.

In uitvoeringvormen is de leidband gemaakt van een rigide materiaal, zoals een rigide metaal of rigide plastic. Hierbij is de rigiditeit van het materiaal van die aard dat de leidband de krachten daarop uitgeoefend tijdens operatie van het turbinesysteem (e.g. via het daaraan gekoppeld turbineblad) kan weerstaan zonder daarbij substantieel te vervormen. In uitvoeringvormen kan de leidband een sleuf of een opstaande ribbe bevatten voor het leiden van het volgelement. De leidband typisch aangepast in functie van het gekozen volgelement (of vice versa). Zo kan de leidband voorzien zijn van een sleuf voor het leiden een volgelement in vorm van een pen, of een of twee opstaande ribben voor het leiden van een volgelement in de vorm van een rol.

In sommige uitvoeringvormen kan een positie van de leidband gefixeerd zijn relatief binnenin het turbinesysteem. Dit laat voordelig toe om de leidband solide te bevestigen binnen het turbinesysteem.

In andere uitvoeringvormen kan een positie van de leidband variabel zijn relatief binnenin het turbinesysteem. Dit laat voordelig toe om de positie en/of oriëntatie van de leidband aan te passen, bijvoorbeeld in functie van de stroomrichting en stroomsnelheid van het fluïdum. Dit is bijzonder voordelig wanneer deze stroomrichting en/of -snelheid variabel is (zoals een getijdenstroming of een wisselende wind- of waterstroming), zodat de oriëntatie van de turbinebladsectie steeds aangepast kan zijn aan de actuele stroomkenmerken. In deze uitvoeringsvormen kan het turbinesysteem verder bevatten: (iv) middelen voor het transleren en/of roteren van de leidband relatief binnenin het turbinesysteem.

In uitvoeringsvormen kan het turbinesysteem verder een energieomvormer (e.g. een pomp of generator) bevatten.

In een tweede aspect heeft de huidige uitvinding betrekking tot een gebruik van een leidband in een turbinesysteem voor het oriënteren van minstens een aan de leidband gekoppelde sectie van een turbineblad.

De uitvinding zal nu beschreven worden aan de hand van een gedetailleerde beschrijving van verschillende voorbeelden. Het is echter duidelijk dat ook andere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding geconfigureerd kunnen worden, volgens de kennis van de vakman, zonder af te wijken van het technisch onderricht van de onderhavige uitvinding. De uitvinding is dan ook slechts gelimiteerd door de bijhorende conclusies.

Voorbeeld 1: turbinesysteem met leidband waarbij het ganse turbineblad gestuurd wordt We verwijzen nu naar FIG 1, waarin een turbinesysteem 100 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding schematisch weergeven wordt. Het turbinesysteem 100 omvat een turbineblad 200 dat gekoppeld is met een rotoras 300 door middel van verbindingsstaven 400. De rotoras 300 kan horizontaal, verticaal of onder een daartussen liggende hoek georiënteerd zijn ten opzichte van het aard- en/of wateroppervlak, maar staat liefst loodrecht op de dominante stroomrichting van het stromend fluïdum 500 (e.g. water). De rotoras 300 is roteerbaar dankzij lageringen 600 van het turbinesysteem 100. Het turbinesysteem 100 kan gefixeerd of drijvend opgesteld staan ten opzichte van het fluïdum.

Onder invloed van het stromend fluïdum 500 komt het turbineblad 200 in beweging en omwentelt (e.g. in een cirkelvormige baan) omheen een as die typisch gelijkloopt met de denkbeeldige middellijn van de rotoras 300. Door de verbindingsstaven 400 wordt het daardoor gegeneerde draaimoment van het turbineblad 200 overgedragen op de rotoras 300, waardoor deze meeroteert. Een energieomvormer 700 verbonden aan de rotoras 300 zet dan de mechanische energie van de rotoras 300 en turbineblad 200 om in een andere bruikbare energievorm (e.g. elektriciteit).

In de uitvoeringsvorm van FIG 1, zijn de verbindingsstaven 400 verbonden aan het turbineblad 200 door middel van draaielementen 410 (e.g. kogelgewrichten of scharnieren). Hierdoor is de oriëntatie van het turbineblad 200 variabel relatief ten opzichte van de meeroterende rotoras 300, in de vorm van een variabele hoek van het turbineblad 200 ten opzichte van de raaklijn aan de beschreven omwenteling.

Het turbinesysteem 100 bevat ook een leidband 800 en het turbineblad 200 is gekoppeld met de leidband 800 door middel van een volgelement 210. Weergegeven in FIG 1 is het volgelement 210 een ring 211 omheen de leidband 800 aan het einde van een helmstok 212. Door deze koppeling bepaalt de leidband 800 de oriëntatie van het turbineblad 200: doordat het volgelement 210 noodzakelijk de leidband 800 traceert, wordt de variabele hoek van het turbineblad 200, via de helmstok 212, op ieder punt van de omwenteling ingesteld. De leidband 800 is daarbij dusdanig gevormd dat, door de ingestelde oriëntatie van het turbineblad 200, een hoger energetisch rendement voor het turbinesysteem 100 bekomen wordt.

De leidband 800 kan vast gefixeerd (niet weergegeven) zijn binnen het turbinesysteem 100, of kan variabel gepositioneerd zijn ten opzichte van het turbinesysteem 100, bijvoorbeeld door rotatiemiddelen 901 en/of translatiemiddelen

902. De variabele positionering laat toe om deze aan te passen in functie van de stromingsomstandigheden (e.g. stromingsrichting en stromingssnelheid).

Voorbeeld 2: turbinesysteem_met_leidband_waarbij een segment van het turbineblad gestuurd wordt We verwijzen nu naar FIG 2, waarin een alternatief turbinesysteem 100 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding schematisch weergeven wordt. Het turbinesysteem 100 omvat een turbineblad 200 dat gekoppeld is met een rotoras 300 door middel van verbindingsstaven 400. De rotoras 300 kan horizontaal, verticaal of onder een daartussen liggende hoek georiënteerd zijn ten opzichte van het aard- en/of wateroppervlak, maar staat liefst loodrecht op de dominante stroomrichting van het stromend fluïdum 500 (e.g. water). De rotoras 300 is roteerbaar dankzij lageringen 600 van het turbinesysteem 100. Het turbinesysteem 100 kan gefixeerd of drijvend opgesteld staan ten opzichte van het fluïdum.

Onder invloed van het stromend fluïdum 500 komt het turbineblad 200 in beweging en omwentelt (e.g. in een cirkelvormige baan) omheen een as die typisch geliikloopt met de denkbeeldige middellijn van de rotoras 300. Door de verbindingsstaven 400 wordt het daardoor gegeneerde draaimoment van het turbineblad 200 overgedragen op de rotoras 300, waardoor deze meeroteert. Een energieomvormer 700 verbonden aan de rotoras 300 zet dan de mechanische energie van de rotoras 300 en turbineblad 200 om in een andere bruikbare energievorm (e.g.

elektriciteit).

In de uitvoeringsvorm van FIG 2, is het turbineblad 200 opgedeeld in een eerste segment 201 en een tweede segment 202, dewelke verbonden zijn door middel van een of meerdere draaielement (e.g. een scharnier of kogelgewricht). Hierdoor is de oriëntatie van het tweede segment 202 variabel relatief ten opzichte van het eerste segment 201, in de vorm van een variabele hoek tussen beiden. De verbindingsstaven 400 zijn hier vast verbonden aan het eerste segment 201, zodat de oriëntatie van het eerste segment 201 relatief ten opzichte van de meeroterende rotoras 300 hier gefixeerd is.

Het turbinesysteem 100 bevat ook een leidband 800 en het tweede turbinebladsegment 202 is gekoppeld met de leidband 800 door middel van een volgelement 210. Weergegeven in FIG 2 is het volgelement 210 een ring 211 omheen de leidband 800 aan het einde van een helmstok 212. Door deze koppeling bepaalt de leidband 800 de oriëntatie van het tweede turbinebladsegment 202: doordat het volgelement 210 noodzakelijk de leidband 800 traceert, wordt de variabele hoek van het tweede turbinebladsegment 202, via de helmstok 212, op ieder punt van de omwenteling ingesteld. De leidband 800 is daarbij dusdanig gevormd dat, door de ingestelde oriëntatie van het tweede turbinebladsegment 202, een hoger energetisch rendement voor het turbinesysteem 100 bekomen wordt.

De leidband 800 kan vast gefixeerd (niet weergegeven) zijn binnen het turbinesysteem 100, of kan variabel gepositioneerd 900 zijn ten opzichte van het turbinesysteem 100, bijvoorbeeld door rotatiemiddelen 901 en/of translatiemiddelen

902. De variabele positionering 211 laat toe om deze aan te passen in functie van de stromingsomstandigheden (e.g. stromingsrichting en stromingssnelheid). Zoals weergegeven in FIG 2 zijn de verbindingsstaven 400 vast verbonden aan het eerste turbinebladsegment 201 en is de oriëntatie daarvan ten opzichte van de meeroterende rotoras 300 dus gefixeerd.

Het zal echter duidelijk zijn dat de verbindingsstaven 400 ook verbonden kunnen zijn door middel van draaielementen 410, zoals beschreven in voorbeeld 1, zodat de oriëntatie van het eerste segment 201 ook variabel is.

Door middel van een additioneel volgelement aan het eerste segment, verbonden aan dezelfde of een additionele leidband, kan de oriëntatie (e.g. hoek) van het eerste segment dan afzonderlijk ingesteld worden ten opzichte van het tweede segment.

Claims

1.- Een turbinesysteem (100) voor het opwekken van energie uit stromend water (500), bevattende: i. een rotoras (300); ii. ten minste één turbineblad (200) gekoppeld met de rotoras (300), waarbij een oriëntatie van minstens een sectie van het turbineblad (200) variabel is ten opzichte van de rotoras (300); en iii. een leidband (800) gekoppeld met de turbinebladsectie, waarbij de leidband (800) de oriëntatie van de turbinebladsectie ten opzichte van de rotoras (300) bepaalt, waarin de turbinebladsectie verbonden is met een volgelement (210) voor het traceren van de leidband (800), waarbij het volgelement een rol bevat.

2.- Het turbinesysteem (100) volgens conclusie 1, waarin de rotoras (300) loodrecht op een stroomrichting van het fluïdum (500) staat.

3.- Het turbinesysteem (100) volgens een van de voorgaande conclusies, zijnde een Darrieus-type turbinesysteem.

4.- Het turbinesysteem (100) volgens een van de voorgaande conclusies, waarin de turbinebladsectie het ganse turbineblad (200) is.

5.- Het turbinesysteem (100) volgens een van conclusies 1 tot 3, waarin de turbinebladsectie slechts een gedeelte (202) van het ganse turbineblad (200) is.

6.- Het turbinesysteem (100) volgens conclusie 5, waarin een koppeling tussen de turbinebladsectie (202) en de rest van het turbineblad (200) een draaielement (203) omvat.

7.- Het turbinesysteem (100) volgens een van de voorgaande conclusies, waarin een koppeling tussen het turbineblad (200) en de rotoras (300) een draaielement (410) omvat.

8.- Het turbinesysteem (100) volgens een van de voorgaande conclusies, waarin de leidband (800) dusdanig gevormd is dat, in werking, de oriëntatie van de turbinebladsectie (202) ten opzichte van de rotoras (300) varieert doorheen een omwenteling van het turbineblad (200).

— 9.- Het turbinesysteem (100) volgens conclusie 8, waarin de leidband (800) gevormd is als een niet-circulaire lus.

10.- Het turbinesysteem (100) volgens één van voorgaande conclusies, waarin de leidband (800)een opstaande ribbe bevat voor het leiden van het volgelement (210).

11.- Het turbinesysteem (100) volgens een van de voorgaande conclusies, waarin een positie van de leidband (800) gefixeerd is relatief binnenin het turbinesysteem (100).

12.- Het turbinesysteem (100) volgens een van conclusies 1 tot 10, verder bevattende: iv. middelen voor het transleren (902) en/of roteren (901) van de leidband (800) relatief binnenin het turbinesysteem (100).

13.- Gebruik van een leidband (800) in een turbinesysteem (100) voor het oriënteren van minstens een aan de leidband (800) gekoppelde sectie van een turbineblad (200).