NL1037011C2 - Windturbine met het kenmerk dat tenminste de rotor van de turbine over de as waar deze om draait in 2 of meer ten opzichte van de as in vorm-open delen is uitgevoerd. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Windturbine met het kenmerk dat tenminste de rotor van de turbine over de as waar deze om draait in 2 of meer ten opzichte van de as in vorm-open delen is uitgevoerd.

5

Uitgevonden is een inrichting die energie uit wind kan opwekken, in de techniek aangeduid als windturbine. Bij windturbines worden meestal meerdere elementen die wind vangen aan elkaar verbonden in een draaiende configuratie. De draaiende deelsamenstelling van de 10 windturbine wordt aangeduid als "rotor". Elke rotor draait om een middelpunt ofwel heeft een draaiings as.

De meest voorkomende uitvoering van een moderne windturbine heeft een propellervorm met meestal 2 of 3 rotorbladen. Rotors van 15 windturbines van dit model hebben een as die ongeveer of precies in het horizontale vlak staat. Een windturbine met een horizontale as moet, om wind uit verschillende windrichtingen te vangen, met de bladen gericht kunnen worden in de richting van de wind. Dit richten heet "kruien". Deze groep windturbines heet in dit octrooischrift 20 verder "horizontale windturbine".

Een alternatieve uitvoering van een windturbine wordt aangeduid als "verticale as turbine" (VAWT). Deze kan voorkomen in verschillende uitvoeringsvormen, zoals een "Turby" of "Darrieus" uitvoering of als 25 turbine met een spiraalvormige bladen, de zogenaamde wokkelvorm. Gevonden zijn ook verticale turbines met schelpvormige bladen. Een turbine met een verticale as vangt altijd wind, ongeacht de windrichting. Hierdoor is een voorziening voor kruien overbodig. Dit is een voordeel. Deze groep heet in dit octrooischrift verder 30 "verticale windturbine". Opmerking: Het model van een verticale windturbine kan ook horizontaal functioneren. Op te merken is dan dat er, voor volledige benutting van de windturbine in de verschillende windrichtingen, weer een kruivoorziening nodig is. Hierdoor zijn er geen praktische toepassingen van de turbines in deze vormen in een 35 horizontale opstelling bekend.

Een derde gevonden uitvoering is de "Energy Ball". Deze heeft een rotor met een horizontale as. De rotorbladen zijn niet recht, zoals bij een propellerturbine, maar zijn hier gebogen van het 40 voor- naar het achterpunt van de as. Hierdoor ontstaat er bij draaiende rotor een bolvorm. Kruien blijft bij dit type noodzakelijk.

1037011 2

Turbines zijn er in grote (rotordiameter van 80 meter)en kleine uitvoering.(windsnelheidsmeter, rotordiameter 8 cm). Deze bespreking beschouwt de genoemde turbines, groot en klein als toepassingsgroep naast turbines welke niet zijn genoemd maar die qua 5 functie en vorm, eventueel globaal, overeenkomen met genoemde types.

Bij turbines hebben de bladen, wieken of andere elementen die de wind vangen een zorgvuldig uitgekozen vorm en stand ten opzichte van de langsstromende lucht. De lucht genereert door het 10 lifteffect en/of de luchtweerstand een kracht in genoemde elementen.

De opgewekte krachten in de elementen doen de rotor draaien om zijn as.

Horizontale windturbines hebben meestal een as die, aan 1 as-einde van de rotor, vast is verbonden met de rotor en hierdoor 15 meedraait. De lagering van de rotoras is onderbracht in bijvoorbeeld een gondel. De gondel is vervolgens draaibaar geplaatst op de mast. Deze draaibaarheid van de gondel vormt de kruivoorziening.

Verticale windturbines daarentegen hebben meestal een ten 20 opzichte van de rotor stilstaande as, 2 stilstaande korte assen aan beide aseinden van de rotor of een as die is verwerkt in de rotorconstructie zelf.

Opvallend is dat de rotor, het verbindingsstuk van de 25 rotorbladen bij samengestelde rotors, of de as die aan de rotor is verbonden (verder "rotor" of "rotoras" genoemd) in de bekende horizontale en verticale turbines ter plaatse van de axiale draaiingsas uit 1 vormgesloten onderdeel bestaat. De vormgesloten vormgeving ligt voor de vakman voor de hand: deze vorm biedt de meeste 30 sterkte, is goed te balanceren en is in fabricage het goedkoopst.

Het is echter moeilijk, zo niet onmogelijk om een vormgesloten rotor op een niet voor dit doel ontworpen (reeds bestaande) constructie aan te brengen, of op een constructie met een 35 beperkende vorm, zoals het navolgende toepassingsvoorbeeld zal aantonen. Dit probleem wordt vaak opgelost door naast of op de constructie een eigen as voor de rotor aan te brengen. Echter, dit geeft extra kosten, extra onderdelen en heeft vaak esthetische nadelen.

3

Verrassenderwijs is er nu een uitvinding waarmee wordt beoogd een inrichting te verschaffen van de in de aanhef genoemde soort waarmee de genoemde problemen, bijvoorbeeld de moeilijke of onmogelijke montage op een vreemde constructie worden vermeden en 5 waarmee verdere voordelen bereikbaar zijn die uit het navolgende duidelijk zullen worden.

Kenmerkend voor de uitvinding ten opzichte van de stand der techniek is de voorkeur om de rotor in delen uit te voeren die 10 deelbaar zijn over hun axiale as.

Nu de rotor deelbaar is in tenminste 2 helften kan deze eenvoudig om een element van een constructie heen worden gemonteerd zonder dat genoemd element door de rotor heen hoeft te worden gestoken 15 of dat er een vormgesloten onderdeel als bijvoorbeeld een naaf over het element hoeft te worden geschoven. De complete windturbine inrichting kenmerkt zich doordat aanvullend alle onderdelen van de windturbine die ook om het beoogde element moeten worden gemonteerd, zoals bijvoorbeeld de lagers, ook deelbaar zijn uitgevoerd.

20

Aldus ontstaat een inrichting die gemakkelijk op een constructie zoals een lichtmast gemonteerd kan worden. Bijkomend voordeel is dat er aan de constructie lage eisen worden gesteld voor wat betreft rechtheid, afwerking en oppervlakteruwheid.

25

De uitvinding zal nu aan de hand van figuren nader worden toegelicht. De figuren tonen een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld. In dit voorbeeld bestaat de inrichting uit 2 helften. De inrichting kan ook uit 3 of meer delen zijn samengesteld. Verwijzend naar de tekeningen 30 toont:

Fig.1: Een afgemonteerde verticale as windturbine gemonteerd om een draagconstructie als bijvoorbeeld een lichtmast 35 Fig.2: Een windturbine, met in dit voorbeeld 2 helften, die gereed is voor montage om een bekende lantaarnpaal

Fig.3: Een aanzicht over de axiale as van een helft van de windturbine 40 Fig.4: Een zijaanzicht van de windturbine

Fig.5: Een bovenaanzicht van de windturbine 4

Verwijzend nu eerst naar fig. 1 wordt als voorbeeld een samenstelling van een windturbine 1 getoond. De inrichting is gemonteerd om een draagconstructie zoals een lichtmast of een lantaarnpaal 5. De turbinerotor 3 heeft elementen 4 die de wind 5 vangen. In dit geval zijn deze spiraalvormig. In het huis van de rotor 3 bevindt zich de lagering. Beugels 2 worden geklemd om de draagconstructie. Belangrijk detail is dat het draagelement 5 door de rotorsamenstelling 1 heen steekt. De gemonteerde rotor 1 is ten opzichte van het draagelement 5 dus vormgesloten.

10

Fig. 2 toont een inrichting die in delen gereed is voor montage. De inrichting bestaat hier hoofdzakelijk uit helft 2 en helft 3. De helften worden in de richting van de hulplijnen naar elkaar toe bewogen tot om de mast 5 waardoor de gaten in de beugels 6 tegenover 15 elkaar komen. In de gaten worden bekende bevestigingmiddelen aangebracht zoals een bout-moer verbinding. Een variant van de beugel is uitgevoerd als klikmechanisme of koppelmechanisme waardoor bevestigingsmiddelen eventueel overbodig worden. De rotorbladen zijn hier uitgevoerd als spiraal en verbonden aan een schijf 4. De schijf 20 wordt op de mantel van de rotor gemonteerd waardoor deze eenvoudig verwisselbaar is.

Fig. 3 Is een aanzicht van een windturbinehelft 2 uit de vorige figuur. Met 4 worden de lagers aangeduid. Deze onderdelen zijn 25 hier ook deelbaar uitgevoerd. Met 5 wordt de statoras aangegeven. De statoras centreert de windingen van de generator 2. In de mantel van de rotor zijn permanent magneten verwerkt. De in de windingen opgewekte spanning wordt opgeslagen in de accu 7. De accu 7 kan bijvoorbeeld een lamp 6 elektrisch voeden. Niet uitgesloten, en 30 secundair aan de uitvinding, is dat de opgewekte spanning ook voor andere doeleinden kan worden gebruikt. Een niet getekende uitvoeringsvariant omvat dat de generator 2 uitgevoerd is als een extern ten opzichte van de rotoras geplaatste en aangedreven eenheid. Om in deze situatie de generatoras aan te drijven is er een 35 transmissie nodig tussen rotoras en generatoras, bijvoorbeeld een tandwieloverbrenging.

Fig. 4 toont het zij.aanzicht van de inrichting om duidelijk te maken dat de inrichting uit twee helften bestaat die op elkaar 40 aansluiten. Hiertoe is de eerste helft met doorlopende lijnen getekend en de tweede helft gestippeld aangegeven.

5

Fig. 5 als aanvulling op fig. 4 toont het bovenaanzicht van de inrichting. Ook hier is de eerste helft van de tweede te onderscheiden door het lijntype: de eerste helft is doorgetrokken, de tweede helft is gestippeld.

5

Binnen het kader van de uitvinding zijn verschillende wijzigingen van het getoonde systeem mogelijk. In het bijzonder kunnen er diverse combinaties van uitvoeringen toegepast worden voor de rotor, de keuze van de rotorbladen, van de opstelling van de accu en ïo overige onderdelen.

De beschermingsomvang die aan de uitvinding toekomt wordt uitsluitend bepaald door de navolgende conclusies zonder in enig opzicht door de voorgaande bespreking beperkt te worden. Deze 15 bespreking van de uitvinding dient slechts ter toelichting van de navolgende conclusies.

1 0 37 0 1 1

Claims (4)

1. Inrichting met 1 of meer elementen voor het vangen van wind waarbij de vangelementen in een roterende configuratie zijn opgesteld met het kenmerk dat de roterende configuratie, over de 5 as gezien om welke deze configuratie draait (axiaal), uit tenminste 2 ten opzichte van deze axiale as samen te stellen onderdelen of deelsamenstellingen bestaat waarbij de genoemde as per onderdeel niet in de vorm van dit onderdeel of deze deelsamenstelling wordt ingesloten. 10

2. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de roterende configuratie, die uit tenminste 2 vorm-open delen bestaat, in gemonteerde toestand de functionaliteit en uitvoering van de vormgesloten configuratie heeft. 15

3. Inrichting volgens een der vorige conclusies met het kenmerk dat de roterende configuratie voor het vangen van wind door aanvullende elementen geschikt is voor het omzetten van de energie uit de langsstromende wind in een andere vorm, 20 bijvoorbeeld in elektrische- of mechanische energie.

4. Inrichting volgens een der vorige conclusies voor montage op een draagelement zoals dit kan zijn een lichtmast, matrixbordenframe of ander wegmeubilair met het kenmerk dat de inrichting deel kan 25 uitmaken van de oorspronkelijke vorm van het draagelement zonder dat er enige bewerking aan de draagconstructie nodig is. 1037011