DK176999B1

DK176999B1 - Kombineret vinge- og turbinekonstruktion til forbedret udnyttelse af fluid strømningsenergi

Info

Publication number: DK176999B1
Application number: DKPA200900546A
Authority: DK
Inventors: Soeren Bang-Moeller
Original assignee: Soeren Bang-Moeller
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-11-08
Also published as: US20120032447A1

Abstract

Opfindelsen angår en anordning til produktion af elektrisk eller mekanisk energi ved hjælp af vind eller andre fluide grænselagsstrømninger. Dette gøres ved at spærre af for en del af strømningen via en kantstillet vinge( i), alene eller kombineret med en langsgående vinge(2). Opfindelsen omfatter en kantstillet vinge( i), en rotor(5), et bundprofil(2), lameller(3) til fokusering af strømningen Opfindelsen adskiller sig fra tilsvarende opfindelser ved at benytte statisk afspærring af fluide strømninger til at skabe øget trykfald over turbineløbet(8), for derved at øge gennemstrømningen gennem turbineløbet( 8). Opfindelsen kendetegnes ved med fordel at kunne placeres på landskabsmæssige fremspring eller bygninger, hvor grænselagsstrømninger naturligt komprimeres med øget strømningshastighed til følge. Opfindelsen kendetegnes ved at kunne indrettes som indbygningselement som indpasses i eksisterende bygninger eller landskabs strukturer, eller som tilføjelseselement som placeres ovenpåludenpå eksisterende bygninger eller landskabsstrukturer. Opfindelsen kendetegnes ved at øge effektiviteten af allerede kendte, eller nye rotortyper. Opfindelsen afstedkommer et effektivt alternativ til fritstående hus standsvindmøller.

Description

DK 176999 B1

KOMBINERET VINGE- OG TURBINE-KONSTRUKTION TIL FORBEDRET UDNYTTELSE AF FLUID STRØMNINGSENERGI

Teknikkens stade 5 Opfindelsen angår en indretning til produktion af elektrisk, mekanisk eller hydraulisk energi ved hjælp af vind eller fluid strømningsenergi, hvilken indretning omfatter mindst en rotor, hvor vinden eller fluid strømningen resulterer i rotorens rotation omkring sin akse, mindst et bundprofil og mindst en vinge.

10

Den kendte teknik

Kendte systemer søger alle at opnå fokusering af strømning ved en form for tragtvirkning mod den indfaldende strømning.

15 Således beskriver patentansøgningen WO 2008/001080 A1 (Taylor) 03/01/2008 en indretning til at øge vindens kraft gennem en vindturbine placeret på tag, som udgør den nedre afgrænsning af de enkelte rotorer, og som er udstyret med en horisontalt liggende vinge med korden tangentielt orienteret i forhold til rotoren, som udgør en øvre afgrænsning af turbinen.

20 Skriftet anviser alene tangentielt afbøjede vinger eller vingeprofiler af konkav, asymmetrisk karakter i forhold til vingens korde. Indretningen udnytter vindens direkte påvirkning på turbineløbsmundingen ved at danne en tragt foran turbinen. Dette skaber en begrænset ”suge-effekt” på læsiden.

25 Nærværende opfindelse søger at opnå øget fokusering ved nedbremsning via en eller flere kantstillede vinger, hvorved der opnås øget spaltevirkning pga. det øgede dynamiske trykfald forårsaget af den kantstillede vinges spærrende areal.

30 DK 176999 B1 2

Formålet med opfindelsen

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer en indretning til produktion af elektrisk, mekanisk eller hydraulisk energi ved hjælp af vind eller anden fluid strømning, hvilken indretningen er kendetegnet ved: 5 · at rotoren er aksialt forbundet til en generator; og • at vingen er kantstillet, så dens korde er orienteret mod rotoren .

Herved opnås en maksimal dynamisk trykforskel mellem forside og bagside på turbineløbet, så "suge-effekten” på læsiden øges.

10 Den kantstillede vinge er jf. krav 2 massiv eller hult opbygget.

Den kantstillede vinge er, jf. krav 3, forsynet med perforeringer i mindst en del af vingen. Den kantstillede vinge er, jf. krav 4, forsynet med kantrifler.

Dette gør, at indretningen kan tilpasses landskab eller byggeriers 15 udformning og arkitektur eller blot gives et markant design. Endvidere opnås der en bedre flowkarakteristik, når vinden eller fluid strømmen passerer disse.

Den kantstillede vinge er, jf. krav 5, prismeformet, flad, konveks, konkav 20 eller anderledes strømningsdynamisk udformet.

I en særlig udførelsesform, jf. krav 6, er den kantstillede vinges korde orienteret i en vinkel mellem vinkelret på rotorens rotationsakse til tangentielt på rotorens ydre periferi. Den kantstillede vinge kan, jf. krav 7, 25 være monteret på mindst et ophængningsemne, hvor ophængningsemnet omfatter en rotationsakse, hvor omkring den kantstillede vinge kan rotere.

I en foretrukket udførelsesform, jf. krav 8, er mindst en langsgående vinge placeret mellem den kantstillede vinge og rotoren orienteret med sin korde i 30 det væsentlige vinkelret på rotoren. Den langsgående vinge kan, jf. krav 9, være integreret i den kantstillede vinge. Den langsgående vinge kan, jf.

DK 176999 B1 3 krav 10, være flad, konveks eller konkav eller tilpasset rotorens periferi.

Herved opnås i lighed med perforeringer i den kantstillede vinges udformning en bedre flowkarakteristik, når vinden eller fluid strømmen passerer turbineløbet.

5

Rotoren er, jf. krav 11, udformet som en vertikal-, horisontal-, propel- eller skrueturbine.

I en særlig foretrukket udførelsesform, jf. krav 12, er mindst en lamel 10 placeret i et turbineløb (8) afgrænset af den kantstillede vinge og bundprofilet. Herved opnås det, at vinden eller fluid strømmen ledes ind mod turbinen frem for langs turbinen.

Bundprofilet er, jf. krav 13, flad, krum eller tilpasset rotorens geometri.

15

Mindst en turbinelamel er, jf. krav 14, placeret i turbineløbet. Herved opnås ligeledes, at vinden eller fluid strømmen ledes ind mod turbinen.

I en særlig udførelsesform, jf. krav 15, er to eller flere kantstillede vinger 20 orienteret med deres korde mod rotoren.

Tegningen I det følgende vil opfindelsen blive forklaret nærmere under henvisning til tegningen, hvor 25

Fig. 1A viser systemet i en udførelsesform med en simpel, flad, kantstillet vinge,

Fig. 1B viser systemet angivet i figur 1A med perforeringer i vingen,

Fig. 1C viser systemet angivet i figur 1A med vilkårlige udskæringer i 30 kanten af vingen, DK 176999 B1 4

Fig. 1D viser systemet angivet i figur 1A med harmoniske udskæringer i kanten af vingen,

Fig. 1E viser systemet angivet i figur 1A med perforeringer og udskæringer i kanten af vingen, 5 Fig. 1F viser systemet i en udførelsesform med en voluminøs, kantstillet vinge,

Fig. 2A viser systemet i en anden udførelsesform med en flad, langsgående vinge,

Fig. 2B viser et tværsnit af systemet angivet i figur 2A, 10 Fig. 2C viser systemet i en anden udførelsesform med en voluminøs, langsgående vinge,

Fig. 2D viser et tværsnit af systemet angivet i figur 2C,

Fig. 3A-B viser systemet i en tredje udførelsesform med turbineløbslameller, 15 Fig. 4A viser et tværsnit af turbineløbet tilpasset vilkårlig strømning,

Fig. 4B viser et tværsnit af turbineløbet tilpasset ensidig strømning,

Fig. 5A viser systemet i en fjerde udførelsesform med en fastspændt propel-rotor,

Fig. 5B viser systemet i fjerde udførelsesform med en drejelig propel-20 rotor,

Fig. 5C viser systemet i en femte udførelsesform med opretstående rotor.

Fig. 6A-C viser systemet i en kaskadeopstilling,

Fig. 7A-D viser en udførelsesform, hvor systemet er monteret på en 25 tagryg og et hushjørne,

Fig. 8A-C viser en udførelsesform af en kaskadeopstilling monteret på en tagryg og flere hushjørner,

Fig. 9A-C viser systemet i et afbøjningseksempel,

Fig. 10A-C viser systemet i et andet afbøjningseksempel, 30 Fig. 11A-D viser systemet i en sjette udførelsesform med mere end en kantstillet vinge, DK 176999 B1 5

Fig. 12 viser systemet i et afbøjningseksempel med ophængningspunkt nær bundprofilet,

Fig. 13A-B viser systemet i afbøjningseksempler med ophængningspunkt langs den kantstillede vinges korde, 5 Fig. 14 viser forskellige udformninger af den kantstillede vinge,

Fig. 15A-C viser systemet i en syvende udførelsesform, hvor systemet er indbygget i taget,

Fig. 16A-B viser et system svarende til figur 1B indbygget i taget, og Fig. 17 viser kaskadeopstillinger af systemet monteret på alle 10 bygningshjørner.

Beskrivelse af udførelseseksempler

Opfindelsen udnytter vind- og fluid strømningsenergi på en ny måde ved at udnytte statiske strukturers evne til at generere trykforskelle og 15 hastighedsændringer i fluide strømninger, når strømningen tvinges udenom spærrende objekter eller gennem indsnævringer.

Opfindelsen angår et system til udnyttelse af strømningsenergi i vind eller andre strømmende fluider. Opfindelsen anvender en ny metode til 20 udnyttelse af strømningsenergi, kendetegnet ved med en eller flere statiske vinger at spærre for en del af strømningen, mens en anden del ledes gennem en turbine eller umiddelbart over turbinen. Vingesystemet er kendetegnet ved, ud over at lade maksimal strømning passere gennem turbinen, at lade en del af strømningen passere mellem turbineløbet og 25 verti kalvingen, enten gennem spalter eller gennem perforeringer eller ved at lade vingens underkant eller underkantsprofil danne øvre grænse for turbineløbet.

Den, eller de, markante, kantstillede vinge(-r) (1) kan være helt plane eller 30 aerodynamisk udformet med deres vingekorde rettet mod turbinens rotationsaksel eller -aksler. Endvidere er den kantstillede vinge (1) som DK 176999 B1 6 hovedregel symmetrisk opbygget i forhold til sin korde. Et bundprofil (4) placeret modsat den kantstillede vinge (1) definerer den nedre afgrænsning af turbineløbet (8), hvori turbinen (5) er placeret.

5 Den kantstillede vinge (1) kan kombineres med en eller flere vinger/profiler (2), der er placeret, så deres underside udgør den øvre grænse af turbineløbet (8). Oversiden af vingen/profilet (2) danner sammen med underkanten af den kantstillede vinge (1) en eller flere spalter (7) eller perforeringer (10) umiddelbart over eller nær oversiden af vingen/profilet 10 (2). Perforeringerne (10) kan være placeret på den kantstillede vinge (1) alene, hvis vingen/profilet (2) undlades.

Systemet kan endvidere have en eller flere lameller (3), som tjener det formål at afbøje langsgående vind- eller strømningsfelter for derved i videst 15 muligt omfang at lede strømningen gennem turbineløbet (8), spalten (7) eller perforeringerne (10) og hen over den kantstillede vinge (1) frem for parallelt med den kantstillede vinge (1). Lamellerne (3) forstærker samtidig konstruktionen og kan konturmæssigt udformes ret, konkavt, konvekst eller kombinationer her imellem.

20

Systemet er rygningsbaseret og udnytter vindens og andre fluide strømningers evne til at generere tryk og hastighedsændringer, når strømningen må passere uden om statiske strukturer. Modsat kendte, lignende systemer anvender opfindelsen en simpel, statisk spærrende 25 vinge til at generere undertryk, som suger strømningen gennem turbineløbet ved at øge den dynamiske trykforskel mellem indfaldsside og læside, hvorved ”suge-effekten” på læsiden øges.

Effekten, som opnås, er højere trykdifference over turbinen. Spalten (7) 30 mellem vinge og turbine, og/eller perforeringerne (10) i vingen, tjener det DK 176999 B1 7 formål at skabe en hurtig og stabil strømning igennem og umiddelbart uden om turbinen (5).

Systemet udmærker sig ved at kunne kombineres med alle kendte 5 turbinetyper og på enkel og æstetisk vis at kunne øge effekten af disse. Systemet er særlig velegnet til statisk placering på tagrygninger, højhuse, landskabsfremspring, ol..

Opfindelsen består af minimum den kantstillede vinge (1), rotoren (5) og 10 gavlprofilet/lamellen (3) fastgjort mod mur, tag, hushjørne, tagryg, landskabsfremspring såvel som undersøiske bjergkamme, flodbund, vandfald eller lignende strømningsudsatte steder.

Systemet kan udformes, så det er dobbeltvirkende og virker ved 15 strømninger fra begge sider.

Systemet er designet, så det kan indbygges i bygninger, landskaber, havbund eller lignende, eller designes til placering oven på sådanne strukturer.

20 I den efterfølgende beskrivelse defineres en horisontal rotortype som en rotor med rotorblade og en rotationsaksel, hvor strømningen bevæger sig langs rotationsakslens længderetning. En vertikal rotortype defineres som en rotor med rotorblade og en rotationsaksel, hvor strømningen bevæger sig vinkelret ind på rotationsakslens længderetning. Korden defineres som 25 forbindelseslinjen mellem vingens for- og bagkant (den kantstillede vinges øvre og nedre kant).

Systemets enkeltdele:

Med reference til ovenstående beskrivelse og efterfølgende figurbeskrivelse 30 og udførelseseksempler tildeles opfindelsens enkeltdele positionsnumre som angivet i parentes foran titel.

8 DK 176999 B1 (1) Den kantstillede vinge: i. Orienteret med korden mod rotor ii. For såkaldte vertikalturbiner, (Savonius, Darrieus., Banki, Ossberger eller lignende) gælder, at den kantstillede vinges korde 5 peger mod rotationsakslen eller kan afbøjes ned til en vinkel, så korden ligger tangentielt på rotorens ydre radius.

iii. For horisontale turbiner, falm.” kendte som propeller på eksempelvis Vestas vindmøller) gælder, at den kantstillede vinges korde vil være parallelt med planet, som ligger vinkelret på 10 rotationsaksen, eller vinklet i forhold til dette plan, dersom turbinen er drejelig.

iv. Formålet med den kantstillede vinge er at skabe maksimal dynamisk trykforskel mellem forside og bagside på turbineløbet ved at spærre et større areal af for strømningen over selve turbinen.

15 v. For at opnå bedre flowkarakteristik kan vingen perforeres eller kantrifles på forskellig vis, så en del af flowet kan passerer gennem disse. Den kantstillede vinge (1) kan have en hul eller massiv opbygning.

20 (2) Den langsgående vinge/Den øvre turbineløbs-afgrænsende vinge: i. Kan være integreret i den kantstillede vinge (1) ii. For vertikale turbiner gælder, at korden er vinkelret, eller tilnærmelsesvis vinkelret, på rotationsaksen.

iii. Kan være helt flad, konveks, konkav eller aerodynamisk tilpasses 25 rotorens periferi.

iv. Kan som den kantstillede vinge (1) være perforeret, kantriflet, hult eller massivt opbygget..

30 9 DK 176999 B1 (3) Lameller og gavlprofil: i. Inddeler systemet i mindst et, op til et uendeligt antal turbineløb (8), ved at bestå af mindst to op til et uendeligt antal lameller/gavlprofiler.

5 ii. Leje for vertikalmølleaksler eller åbne for gennemgående rotor.

iii. Tjener som strømningslamel og afstivning og bærer af den kantstillede vinge (1), den langsgående vinge (2) og rotoren (5).

Kan endvidere bære den kantstillede vinge (1) alene eller den langsgående vinge (2) alene.

10 iv. Lamellerne i gavlene kan være udformet med en åbning, der danner leje for rotorakslen. De mellemliggende lameller kan være udformet med en åbning for en gennemgående rotor (5) eller en åbning, der danner leje for en gennemgående rotoraksel eller to forbundne rotoraksler.

15 v. Tjener som fastgørelsespunkter mod terræn, tag, mur eller lignende.

vi. Kan som den kantstillede vinge (1) være perforeret, kantriflet, hult eller massivt opbygget.

20 (4) Bundprofil/Det nedre turbineløbs-afgrænsende profil: i. Danner bund i turbineløbet. Bunden behøver ikke være orienteret horisontalt, men kan placeres vertikalt eller i en hvilken som helst anden retning alt efter lokale forhold.

ii. Bundprofilet kan udgøres af den tilstedeværende overflade, hvorpå 25 systemet er fæstet, såsom mur, tag, jord eller klippegrund.

iii. Bundprofilet kan i lighed med den langsgående vinge (2) være helt flad, krum eller tilpasset turbinens periferi.

30 DK 176999 B1 10 (5) Rotor: i. Kan kombineres med alle kendte turbinetyper.

ii. Rotoren afleverer, for vertikale rotortypers (’’Crosswind turbines”) vedkommende, rotationsenergien i transmissionshuset (6), hvor 5 den omsættes til enten elektrisk, mekanisk eller hydraulisk energi.

iii. For horisontale turbinetypers (propel)vedkommende afleveres energien i centralt placeret turbinehus i forlængelse af rotorakslen.

Her kan rotationsenergien omsættes til enten elektrisk, mekanisk eller hydraulisk energi.

10 (6) Transmissionshus: i. For typer med vertikalrotor gælder, at transmission foregår i transmissionshus (6) placeret i systemets endegavle.

ii. Der kan for lange systemers vedkommende indbygges 15 transmissionshuse i lamellerne (3) med passende tilpasning af lamellernes geometri.

iii. Indsat i tag kan transmissionshuset bygges helt eller delvis ind i taget, hvorved generator, gear eller lignende energiomsætningsmekanisme vil kunne serviceres indefra.

20 (7) Spalter: i. Spalter opstår mellem vinge (1) og vinge (2) og mellem gavlvinge (9) og transmissionshus (6), tagryg eller andet underlag. Fungerer efter samme princip som slots på en konventionel vinge.

25 ii. Spalten kan være i fuld længde fra lamel (3) til lamel (3) eller være opdelt i mindre sektioner. Spalten kan i gavlvingen (9) være i fuld længde eller være opdelt i mindre sektioner.

(8) Turbineløb/gennemstrømningskanal: 30 i. Turbineløbet udgøres af en sammenstilling af den kantstillede vinge (1) eller den langsgående vinge (2), bundprofil (4) og lameller (3).

11 DK 176999 B1 ii. Indvendig kan turbineløbet forsynes med lameller (12) til afbøjning af indkommende og udgående fluid strømning.

(9) Gavl vinge 5 i. Gavlvingen afstiver konstruktionen sideværts.

ii. Gavlvingen øger det spærrende areal, så større trykdifference opstår mellem for- og bagside på turbineløbet (8).

iii. Kan som den kantstillede vinge (1) bestå af flere over hinanden placerede vinger og/eller være perforeret (10) og/eller med riflede 10 eller takkede kanter (11).

iv. Kan geometrisk udføres, så den følger konturer på den kantstillede vinge (1) og den langsgående vinge (2), eller have kontur, spalte og perforeringer af kunstnerisk eller dekorativ karakter.

15 (10) Perforeringen i vinger i. Tjener det formål at skabe hvirvler i læsiden, hvorved der opstår et bedre laminart flow. Fungerer efter samme princip som slots på en konventionel vinge.

ii. Kan være rund, firkantet eller vilkårligt geometrisk, herunder 20 kunstnerisk eller dekorativt, udformet.

(11) Takkede vingekanter: i. Kanter på vinger kan være takkede eller riflede for, på samme måde som perforeringer (10), at skabe små strømninghvirvler nær 25 den kantstillede vinges (1) overflade i læsiden, med samme effekt som Vortex-generatorer.

ii. Kan være vilkårligt udformet, herunder have dekorativ eller kunstnerisk karakter.

30 12 DK 176999 B1 (12) Turbineløbslameller: i. Indvendig kan turbineløbet (8) forsynes med lameller (12) til afbøjning af indkommende og udgående fluid strømning.

5 Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til udførelseseksempler, hvor;

Figur 1A til 1F viser opfindelsen i sin enkleste form bestående af den kantstillede vinge (1) med korden orienteret mod rotoren (5), og hvor 10 gavlprofilerne (3) fastholder den kantstillede vinge (1) samt rotoren (5) ved rotorakslen. Nederst afgrænses turbineløbet (8) af bundprofilet (4), hvortil gavlprofilerne (3) er fastgjort. Øverst afgrænses turbineløbet (8) af den kantstillede vinge (1). Rotoren (5) kan være udformet som en vertikal rotor, f.eks. en Banki, Ossberger eller Crosswind turbine.

15

Figur 1A viser opfindelsen med en simpel, flad, kantstillet vinge (1) med korden orienteret mod rotoren (5).

Figur 1B viser det samme som figur 1A i en udførelsesform med 20 perforeringer (10) i den kantstillede vinge (1).

Figur 1C og 1D viser det samme som figur 1A i en udførelsesform, hvor den kantstillede vinge (1) er kantriflet.

25 Figur 1C viser kantrifler (11) i form af vilkårlig udskæring af takker i kanten på den kantstillede vinge (1).

Figur 1D viser harmoniske kantrifler (11) i form af udskæring i den kantstillede vinge (1).

30 DK 176999 B1 13

Figur 1E viser kantrifling (11) i form af kunstfærdig kantudskæring i den kantstillede vinge (1) kombineret med perforeringer (10) i den kantstillede vinge (1). Herved fremstår systemet på en enkel og æstetisk måde.

5 Figur 1F viser opfindelsen med en voluminøs, kantstillet vinge (1) med anderledes end flad profilgeometri med korden orienteret mod rotoren (5).

Figur 2A til 2D viser opfindelsen i en særlig udførelsesform med indførelse af en langsgående vinge (2) mellem den kantstillede vinge (1) og rotoren 10 (5).

Figur 2A viser opfindelsen i en særlig udførelsesform med indførelse af en flad, langsgående vinge (2) mellem den kantstillede vinge (1) og rotoren (5). Herved opstår en spalte (7) med samme funktion som perforeringer 15 (10), jf. tidligere beskrivelser. Underkanten af den langsgående vinge (2) udgør her den øvre afgrænsning af turbineløbet (8).

Figur 2B viser det samme som figur 2A i tværsnit.

20 Figur 2C viser opfindelsen med voluminøs, langsgående vinge (2) sammenbygget med den kantstillede vinge (1) på en måde, så der opstår perforeringer (10).

Figur 2D viser det samme som figur 2C i tværsnit 25

Figur 3A viser opfindelsen i en særlig udførelsesform med indførelse af turbineløbslameller (12).

Figur 3B viser opfindelsen i en særlig udførelsesform med indførelse af en 30 langsgående vinge (2) og turbineløbslameller (12).

14 DK 176999 B1

Figur 4A og 4B viser i tværsnit turbineløbets (8) tilpasning til rotorens (5) geometri ved særlig geometrisk udformning af den langsgående vinge (2) og bundprofilet (4).

5 Figur 4A viser symmetrisk opbygget turbineløb (8) tilpasset vilkårlig strømning fra begge sider.

Figur 4B viser symmetrisk opbygget turbineløb (8) tilpasset ensidig strømning fra en fremherskende retning.

10

Figur 5A-5B viser opfindelsen i en særlig udførelsesform med propel-rotor.

Figur 5A viser opfindelsen i en særlig udførelsesform med en horisontal rotor, f.eks. en propel-rotor, hvor rotoren er placeret fast indspændt med 15 rotorplanet parallelt med den kantstillede vinge (1).

Figur 5B viser opfindelsen i en særlig udførelsesform med propel-rotor, hvor rotoren er drejelig med omdrejningspunkt i centerpunktet mellem den kantstillede vinge (1) og strømningslamellen (3).

20

Figur 5C viser opfindelsen i en udførelsesform, hvor rotoren (5) orienterer rotationsaksen langs skæringslinjen mellem den kantstillede vinge (1) og strømningslamellen (3). Rotoren (5) kan være udformet som en vertikal turbine, f.eks. en Savonius eller Darrieus turbine, med skrueformede 25 rotorblade.

Figur 6A-6C viser opfindelsen i kaskadeopstilling, hvor opfindelsen, i relation til figurerne 1A-1F, 2A-2D, 3, 4A-4B og 5A-5C samt alle mellemformer, multipliceres i vilkårligt antal.

30 15 DK 176999 B1

Figur 7A-7D viser opfindelsen i en foretrukket form, hvor bundprofilet (4) udgøres af den lokale overflade, vinklet vilkårligt mellem 0g og 1809, illustreret via montage på en vilkårlig tagryg og hushjørne. Ildførelseseksemplet er udstyret med gavlvinge (9) og transmissionshus 5 (6). Gavlvingen (9) kan udelades, men vil betyde tab af effekt.

Transmissionshuset (6) kan udelades, dersom rotationsenergiomsætningen sker ved interaktion direkte mellem gavllameller (3) og rotoren (5).

Figur 8A-8B viser opfindelsen i en foretrukket form, hvor der er indført en 10 langsgående vinge (2) mellem den kantstillede vinge (1) og rotoren (5).

Figur 8B viser en kaskadeopstilling af opfindelsen, hvorved der opstår tre turbineløb (8). Rotorerne (5) er lejret i gavlprofilerne (3) og internt forbundet via en fælles omdrejningsakse, som afleverer rotationsenergien i 15 transmissionshusene (6), hvor den transformeres til elektrisk, mekanisk eller hydraulisk energi. I enderne er opfindelsen yderligere forsynet med gavlvinger (9) til sideværts afstivning og af æstetiske årsager.

Figur 8C viser den i figur 8B viste udførelsesform opsat på en bygning i 20 multipliceret antal og på alle kanter og på rygning.

Figur 9A og 9B viser opfindelsen i afbøjningseksempel, hvor vinklen β deler bundprofilet i to ensvinklede halvdele markeret med centerlinjen Cl. Den vilkårlige vinkel α markerer den kantstillede vinges (1) afbøjning fra denne 25 centerlinje med skæringspunkt i bundprofilets (4) toppunkt.

Figur 9C viser figur 9B i udførelseseksempel placeret på hjørne; eksempelvis bygning med fladt tag. Figuren 9C er vist med mur og tag som bundprofil (4).

30 16 DK 176999 B1

Figur 10A og 10B viser opfindelsen i afbøjningseksempel, hvor vinklen β deler bundprofilet i to ensvinklede halvdele markeret med centerlinjen CL.

Den vilkårlige vinkel α markerer den kantstillede vinges (1) afbøjning fra denne centerlinje med skæringspunkt i rotorens (5) omdrejningspunkt.

5

Figur 10C viser figur 10B i udførelseseksempel placeret på hjørne; eksempelvis bygning med fladt tag. Figuren 10C er vist med mur og tag som bundprofil (4).

10 Den kantstillede vinge (1) vist både i figur 9A-C og figur 10A-C er fastspændt ved hjælp af lamellerne (3) i en vinkel svarende til den vilkårlige afbøjningsvinkel a.

Figur 11A-11D viser udførelseseksempler med mere end en kantstillet 15 vinge (1). Opfindelsen kan i princip forsynes med et uendeligt antal kantstillede vinger i henhold til afbøjningsprincipperne anvist i figur 10A og 10B.

Figur 11A og 11B viser udførelseseksempel, hvor der optræder to 20 kantstillede vinger (1) med korden orienteret mod rotoren (5).

Figur 11A viser opfindelsen med dobbelt, kantstillet vinge (1) i tværsnit.

Figur 11B viser opfindelsen med dobbeltvinge (1) i perspektiv.

25

Figur 11C og 10D viser udførelseseksempel, hvor der optræder tre kantstillede vinger (1, 1’, Γ) med korden orienteret mod rotoren (5). Alternativt kan vingerne (1’, 1”) være udformet på samme måde som turbineløbslamellerne (12).

30 DK 176999 B1 17

Figur 11C viser opfindelsen med tre kantstillede vinger (1) i tværsnit. Vinklerne a, θ, σ og ψ repræsenterer vilkårlige vinkler afstemt efter bundprofilet (4).

5 Figur 11D viser udførelsesformen med tre kantstillede vinger kaskadeopstillet i perspektiv.

Figur 12 viser eksempler på opfindelsens strømningspåvirkede, mekaniske afbøjning af den kantstillede vinge (1) omkring et ophængningspunkt 10 lokaliseret nær bundprofilets (4) toppunkt, idet den kantstillede vinge (1) i upåvirket tilstand vil være orienteret med korden mod rotoren (5). Kordens afbøjningsvinkel markeres med a. Denne afbøjning kan opstå i de udførelsesformer, hvor lamellerne (3) er helt udeladt eller er placeret under den langsgående vinge (2). Herved danner den kantstillede vinge (1), 15 gavlvingen (9) og evt. den langsgående vinge (2) en samlet enhed.

Figur 13A og 13B viser eksempler på opfindelsen i relation til enhver tidligere beskrevet udførelsesform, idet den kantstillede vinge (1) kan afbøjes omkring et ophængningspunkt lokaliseret langs den kantstillede 20 vinges korde, fra vingens forkant nærmest rotoren (5) til et vilkårligt punkt langs den kantstillede vinges korde bagud i forhold til rotoren (5). Afbøjningen kan være fast indspændt eller løst ophængt og derved gjort afhængig af strømningens påvirkning af den kantstillede vinge (1), hvorved dennes korde får en tangentiel karakteristik i forhold til rotoren (5).

25

Figur 14 viser eksempler på en række mulige udformninger af den kantstillede vinge (1). Korden er angivet med stiplet linje.

Figur 14A viser en helt flad vinge, 30 Figur 14B viser en oval vinge,

Figur 14C viser en prismeformet vinge, DK 176999 B1 18

Figur 14D viser en dråbeformet vinge,

Figur 14E viser en hybrid mellem rund og skarpkantet vinge,

Figur 14F viser en aflang, rundet vinge,

Figur 14G viser en oval, dråbeformet vinge, 5 Figur 14H viser en vinge med bred, flad basis integrerende den langsgående vinge (2) i den kantstillede vinge (1).

Figur 141 viser en vinge med bred, afrundet, konveks basis integrerende den langsgående vinge (2) i den kantstillede vinge (1).

Figur 14J viser en vinge med bred, konkav basis integrerende den 10 langsgående vinge (2) i den kantstillede vinge (1).

Figurerne 14A1 til 14J4 viser yderligere udførelsesformer af de ovennævnte udformninger. Notationen 1 angiver massive udførelsesformer. Notationen 2 angiver perforerede udførelsesformer. Notationen 3 angiver kantriflede 15 udførelsesformer. Notationen 4 angiver kvadratisk, perforerede udførelsesformer.

Figur 15A til 15C viser opfindelsen fuldt indbygget i tag, hvor kun den kantstillede vinge (1) ligger over tagryg. Den langsgående vinge (2) vises i 20 en foretrukket form, hvor den er udformet, så den følger formen på den øvrige tagrygs struktur. Modellen er udformet på en sådan måde, at transmissionshuset (6) er gjort til en del af taginddækningen, hvorved transmissionen kan serviceres nede fra loftet. Turbineløbet (8) er asymmetrisk tilpasset rotor af Banki/Ossberger eller lignende vertikale 25 rotortyper. Geometrien af den langsgående vinges (2) overside er tilpasset tagrygningen og er både konkav og konveks. Kanterne på lameller/gavlprofiler (3) følger konturerne på vingerne (1) og (2).

Antallet af turbineløb (8) er her multipliceret op til fire, men kan principielt 30 reduceres til et eller forøges i uendeligt antal. I hvert turbineløb (8) er placeret en selvstændig rotor. Rotorerne (5) er gensidigt forbundet via en DK 176999 B1 19 fælles aksel med leje i gavlprofilerne (3). Rotationsenergien afleveres via akslen i transmissionshusene (6), hvor den omsættes til elektrisk, mekanisk eller hydraulisk energi. Turbineløbene (8) kan forsynes med turbineløbslameller (12) som anvist i figur 3A og 3B.

5

Figur 15A viser udførelsesformen i tværsnit.

Figur 15B viser udførelsesformen i perspektiv.

10 Figur 15C viser udførelsesformen integreret i en bygning.

Figur 16A og 16B viser opfindelsen i en udførelsesform svarende til principperne i figur 1B.

15 Figur 16A viser opfindelsen i tværsnit. Figur 16B viser opfindelsen integreret i taget på en bygning.

Figur 17 viser opfindelsen i kaskadeopstilling svarende til figur 8C, hvor opfindelsen, i relation til figurerne 1A-1F, 2A-2D, 3, 4A-4B samt alle 20 mellemformer, er opsat på en højhusbygning. Opfindelsen egner sig til opsætning på alle bygningshjørner.

Claims

1. Indretning til produktion af elektrisk, mekanisk eller hydraulisk energi ved hjælp af vind eller fluid strømningsenergi, hvilken indretning omfatter 5 mindst en rotor (5), hvor vinden eller fluid strømningen resulterer i rotorens rotation omkring sin akse, mindst et bundprofil (4) og mindst en vinge, kendetegnet ved: • at rotoren (5) er aksialt forbundet til en generator; og • at vingen (1) er kantstillet, så dens korde er orienteret mod rotoren 10 (5).

2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den kantstillede vinge (1) er massiv eller hult opbygget.

3. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den kantstillede vinge (1) er forsynet med perforeringer i mindst en del af vingen.

4. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den kantstillede vinge (1) er kantriflet. 20

5. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den kantstillede vinge (1) er prismeformet, flad, konveks, konkav eller anderledes strømningsdynamisk udformet.

6. Indretning ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at den kantstillede vinge (1) er orienteret i en vinkel mellem vinkelret på rotorens (5) rotationsakse og tangentielt til rotorens (5) ydre periferi.

7. Indretning ifølge krav 6, kendetegnet ved, at indretningen yderligere 30 omfatter mindst et ophængningsemne, hvorpå den kantstillede vinge (1) er DK 176999 B1 21 monteret, hvor ophængningsemnet omfatter en rotationsakse, hvor omkring den kantstillede vinge (1) kan rotere.

8. Indretning ifølge et hvilket som helst af kravene 1-6, kendetegnet 5 ved, at indretningen yderligere omfatter mindst en langsgående vinge (2) placeret mellem den kantstillede vinge (1) og rotoren (5) og orienteret med sin korde i det væsentlige vinkelret på rotoren (5).

9. Indretning ifølge krav 8, kendetegnet ved, at den langsgående vinge 10 (2) er integreret i den kantstillede vinge (1).

10. Indretning ifølge krav 8 eller 9, kendetegnet ved, at den langsgående vinge (2), i relation til vingens tværsnit, er prismeformet, flad, konveks, konkav eller tilpasset rotorens (5) periferi. 15

11. Indretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at rotoren (5) er udformet som en vertikal-, horisontal-, propel- eller skrueturbine.

12. Indretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at indretningen yderligere omfatter mindst en lamel (3) placeret i et turbineløb (8) afgrænset af den kantstillede vinge (1) og bundprofilet (4).

13. Indretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at bundprofilet (4)), i relation til bundprofilets tværsnit, er fladt, krumt, eller aerodynamisk tilpasset rotorens (5) periferi.

14. Indretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, 30 kendetegnet ved, at indretningen yderligere omfatter mindst en turbinelamel (12) placeret i turbineløbet (8). DK 176999 B1 22

15. Indretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at to eller flere kantstillede vinger (1) er orienteret med deres korde mod rotoren (5). 5