NL1041479B1 - Inrichting voor het omzetten van windenergie in althans mechanische energie. - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het omzetten van windenergie in althans mechanische energie, omvattende een door wind om een rotatie-aslijn roteerbaar aandrijfbare rotor met een aantal rotorbladen, waarbij elk rotorblad een windintreezijde en een winduittreezijde omvat, waarbij elk rotorblad aan zijn winduittreezijde van een eindrand is voorzien, waarvan de tweede afgeleide meermaals van teken verandert.

Description

INRICHTING VOOR HET OMZETTEN VAN WINDENERGIE IN ALTHANS MECHANISCHE ENERGIE

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het omzetten van windenergie in althans mechanische energie, omvattende een door wind om een rotatie-aslijn roteerbaar aandrijfbare rotor met een aantal rotorbladen, waarbij elk rotorblad een windintreezijde en een winduittreezijde omvat.

Een dergelijke inrichting voor het omzetten van windenergie in althans mechanische energie is op zichzelf bekend, en wordt ook wel een windturbine of windmolen genoemd. In het bijzonder kan de uitvinding zien op een relatief kleine windturbine, ook wel een microturbine of stedelijke windturbine genoemd, welke windturbine in een bebouwde omgeving en in het bijzonder eventueel op een gebouw kan worden opgesteld. De uitvinding kan meer in het bijzonder zien op een zogeheten horizontale windturbine, waarbij de rotatie-aslijn van de rotor in gebruik van de windturbine in hoofdzaak horizontaal is opgesteld.

Het is een doel van de uitvinding om de op zichzelf bekende inrichting van de in de aanhef vermelde soort te verbeteren. In het bijzonder kan het een doel van de uitvinding zijn om het rendement van de op zichzelf bekende inrichting te verhogen.

Dit doel wordt bereikt met een inrichting van de in de aanhef vermelde soort, die volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat elk rotorblad aan zijn winduittreezijde van een eindrand is voorzien, waarvan de tweede afgeleide meermaals van teken verandert.

Een dergelijke eindrand van het rotorblad volgens de uitvinding biedt het voordeel, dat de vorming van luchtwervelingen achter de afstroomrand wordt beperkt, waardoor de luchtstroming over de rotorbladen kan worden verbeterd. Hierdoor kan het rendement van de inrichting volgens de uitvinding relatief hoog zijn.

Het is de aanvrager gebleken, dat in het bijzonder een in hoofdzaak sinusvormige eindrand de vorming van luchtwervelingen achter de afstroomrand effectief beperkt.

Echter, het is ook mogelijk dat de eindrand in hoofdzaak bloktandvormig of zaagtandvormig is, welke vormen eveneens het beoogde effect althans gedeeltelijk kunnen bieden.

Nog weer alternatief kan de eindrand van een aantal zich in een hoofdvlak van het rotorblad uitstrekkende elementen zijn voorzien, die elk de vorm van een parabool of een deel van een cirkel bezit. Ook deze vormen kunnen het beoogde effect althans gedeeltelijk bieden.

Nog weer alternatief kan de eindrand van een aantal zich in een hoofdvlak van het rotorblad uitstrekkende elementen zijn voorzien, die elk een in hoofdzaak veervormige vorm bezit. Ook deze vorm kan het beoogde effect althans gedeeltelijk bieden.

Eventueel kan de eindrand een over zijn lengte variërende dikte bezitten.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de eindrand een binnenste einde, dat nabij de rotatie-aslijn is opgesteld, en een buitenste einde, waarbij een hoofdlijn van de eindrand tussen het binnenste einde en het buitenste einde een in hoofdzaak gebogen vorm vertoont.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is een hoek van de hoofdlijn nabij het binnenste einde van de eindrand ten opzichte van een rechte lijn tussen het binnenste einde en het buitenste einde groter dan -45° en kleiner dan 45 °.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is een hoek van de hoofdlijn nabij het buitenste einde van de eindrand ten opzichte van een of de rechte lijn tussen het binnenste einde en het buitenste einde groter dan -45° en kleiner dan 45°, bij voorkeur groter dan -25° en kleiner dan 25°.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is elk rotorblad aan zijn windintreezijde van een vooreindrand voorzien, welke vooreindrand een binnenste einde, dat nabij de rotatie-aslijn is opgesteld, en een buitenste einde omvat, en waarbij een hoofdlijn van de vooreindrand tussen het binnenste einde en het buitenste einde een in hoofdzaak gebogen vorm vertoont.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is een hoek van de hoofdlijn nabij het binnenste einde van de vooreindrand ten opzichte van een of de rechte lijn tussen het binnenste einde en het buitenste groter dan -45° en kleiner dan 45 °, bij voorkeur groter dan -35° en kleiner dan 35°.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is een hoek van de hoofdlijn nabij het buitenste einde van de vooreindrand ten opzichte van een of de rechte lijn tussen het binnenste einde en het buitenste groter dan -60° en kleiner dan 60 °.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zijn de rotorbladen met een omtreksrand daarvan met een rotorlichaam van een generator verbonden.

Een voordeel hiervan is, is dat er geen centrale as nodig is waarop de rotorbladen zijn bevestigd, omdat de rotorbladen met hun omtreksrand met het rotorlichaam zijn verbonden.

Een ander voordeel hiervan is, dat wanneer de rotor door de wind roterend wordt aangedreven, het rotorlichaam van de generator direct mee-roteert en elektrisch energie met de generator kan worden opgewekt.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zijn de rotorbladen onder een hoek met de rotatie-aslijn opgesteld, waarbij de hoek groter is dan 35° en kleiner is dan 75°, bij voorkeur groter is dan 40° en kleiner is dan 65°.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zijn de rotorbladen in een richting tussen een binnenste eindzone en een of de omtreksrand getordeerd.

De hoek waarover de rotorbladen geroteerd zijn kan groter zijn dan 0° en kleiner zijn dan 30°.

Praktisch kan de rotor tussen twee en acht rotorbladen omvatten. Het aantal rotorbladen kan in het bijzonder eventueel gelijk zijn aan het aantal hieronder nader beschreven (achter)statorbladen. Opgemerkt wordt, dat het aantal rotorbladen hier niet toe beperkt is.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting een om de rotor opgestelde mantel, waarbij een centrale aslijn van de mantel in hoofdzaak samenvalt met de rotatie-aslijn van de rotor.

Opgemerkt wordt, dat de mantel elke geschikte dwarsdoorsnedevorm kan omvatten.

Hierbij heeft de mantel althans in het gebied van de rotor bij voorkeur een cirkelvormige dwarsdoorsnedevorm, zodat het deel van de mantel waar de rotor is opgesteld in hoofdzaak cilindrisch is. Een windinlaatopening en/of een winduitlaatopening van de mantel kan ook een in hoofdzaak cirkelvormige dwarsdoorsnedevorm bezitten. In dat geval heeft de mantel bij voorkeur op willekeurig welke locatie van zijn lengte een cirkelvormige dwarsdoorsnedevorm. Alternatief kan de windinlaatopening en/of de winduitlaatopening elke andere geschikte dwarsdoorsnedevorm bezitten, zoals bijvoorbeeld ovaal. In het geval van een dergelijke niet-cirkelvormige dwarsdoorsnedevorm van de windinlaatopening en/of de winduitlaatopening verloopt de mantel bij voorkeur geleidelijk over naar de cirkelvormige-dwarsdoorsnedevorm in het gebied van de rotor.

De hierboven beschreven kenmerken van de rotorbladen, in het bijzonder van de vooreindrand daarvan, kunnen in het bijzonder voordelig zijn in het geval van en/of zijn in het bijzonder aangepast op een luchtstroom die volgens een aspect van de uitvinding met een in hoofdzaak helixvormige beweging om de centrale aslijn aan de rotor wordt toegevoerd. Door het in de genoemde helixvormige beweging om de centrale aslijn aan de rotor toevoeren van de windluchtstroom wordt de luchtstroom in hoofdzaak naar een buitenste omtrekszone van de rotor toegevoerd, waardoor de druk aan de buitenste omtrekszone van de rotor toeneemt en in het gebied van de rotatie-aslijn afneemt. Dit verschaft een verhoogd moment op de rotorbladen van de rotor, waardoor het rendement van de rotor kan toenemen.

De genoemde in hoofdzaak helixvormige beweging kan zich hierbij in hoofdzaak cirkelvormig om de centrale aslijn uitstrekken, maar ook op een niet-cirkelvormige wijze, zoals bijvoorbeeld ovaal. Hierbij kan de vorm van de helixvormige beweging om de centrale aslijn in hoofdzaak zijn aangepast aan de dwarsdoorsnedevorm van de mantel.

Voor het in de genoemde helixvormige beweging geleiden van de wind kan de inrichting volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding een aantal stroomopwaarts van de rotor in de mantel opgestelde statorbladen omvatten, die zich radiaal buitenwaarts vanaf de centrale aslijn uitstrekken, voor het in gebruik van de inrichting in een in hoofdzaak helixvormige beweging om de centrale aslijn geleiden van de wind, zodanig, dat de wind in de in hoofdzaak helixvormige beweging om de centrale aslijn aan de rotor wordt toegevoerd.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding vertonen de statorbladen een zich radiaal vanaf de centrale aslijn uitstrekkend hoofdvlak, welk hoofdvlak onder een schuine hoek ten opzichte van de centrale aslijn is opgesteld.

De schuin ten opzichte van de centrale aslijn opgestelde statorbladen geleiden de luchtstroom in de door de statorbladen gedefinieerde schuine richting ten opzichte van de centrale aslijn, waardoor de luchtstroom in de genoemde helixvormige beweging om de centrale aslijn wordt geleid. De schuine hoek van de statorbladen bepaalt hierbij in hoofdzaak de hoek van de helixvormige luchtstroom op de centrale aslijn.

De schuine hoek van de statorbladen en daardoor de helixvormige luchtstroom ten opzichte van de centrale aslijn wordt bij voorkeur gekozen in afhankelijkheid van de snelheid van de luchtstroom in de mantel en/of het toerental van de rotor. Aangezien deze snelheid en/of het toerental kan variëren is het voordelig wanneer de statorbladen instelbaar zijn voor het instellen van de schuine hoek.

Praktisch zijn de statorbladen automatisch instelbaar in afhankelijkheid van de snelheid van de luchtstroom in de mantel en/of het toerental van de rotor. Hiertoe kan de inrichting van meetmiddelen voor het meten van de snelheid van de luchtstroom in de mantel en/of het toerental van de rotor voorzien zijn, waarbij de inrichting is ingericht voor het instellen van de schuine hoek van de statorbladen ten opzichte van de centrale aslijn in afhankelijkheid van de gemeten snelheid en/of toerental.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is elk statorblad via een zich radiaal ten opzichte van de centrale aslijn uitstrekkende verbindingsas met de mantel verbonden, zodanig, dat het statorblad om of met de verbindingsas zwenkbaar is voor het instellen van de schuine hoek van het statorblad ten opzichte van de centrale aslijn.

Alternatief kan de inrichting een met de centrale aslijn samenvallende centrale as omvatten, waarbij elk statorblad via een zich radiaal ten opzichte van de centrale as uitstrekkende verbindingsas met de centrale as is verbonden, zodanig, dat het statorblad om of met de verbindingsas zwenkbaar is voor het instellen van de schuine hoek van het statorblad ten opzichte van de centrale aslijn.

Eventueel kan de verbindingsas met zowel de mantel als de centrale as zijn verbonden.

Praktisch is elk statorblad vast met een respectieve verbindingsas verbonden, zodat door het zwenken van de verbindingsas het respectieve statorblad in een gekozen hoek met de centrale as(lijn) wordt ingesteld.

De schuine hoek kan bijvoorbeeld gelegen zijn tussen of instelbaar zijn tussen 10 - 80°, bij voorkeur tussen 20 - 60°.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding vertoont elk statorblad ten minste één daarin aangebrachte doorgaande opening.

De ten minste ene opening beperkt de vorming van luchtwervelingen achter het statorblad. Alternatief of aanvullend verkleint de ten minste ene opening het frontaal oppervlak van het statorblad.

Bijvoorbeeld kan het statorblad van een relatief klein aantal, bijvoorbeeld één, relatief grote openingen worden voorzien. Alternatief kan het statorblad van een relatief groot aantal, bijvoorbeeld drie of vier, tot bijvoorbeeld maximaal tien, relatief kleine openingen worden voorzien. Het aantal openingen kan daarmee bijvoorbeeld tussen 1 en 10 liggen. Opgemerkt wordt, dat het aantal openingen hier niet toe beperkt is. Elk statorblad kan elk geschikt aantal openingen omvatten.

Praktisch is het oppervlak van de ten minste ene opening, of het gezamenlijke oppervlak van meerdere openingen, minimaal 5% en maximaal 60% van het oppervlak van een of het hoofdvlak van het statorblad.

De ten minste ene opening kan elke geschikte en/of gewenste vorm bezitten, zoals, doch niet uitsluitend, cirkelvormig. De minimale dwarsdoorsnede-afmeting, bijvoorbeeld de diameter in het geval van een cirkelvormige opening, is bij voorkeur groter dan een kwart van de dikte van het statorblad.

De ten minste ene opening kan uit elke geschikte en/of gewenste uitvoeringsvorm bestaan, zoals, doch niet uitsluitend, een gat of een uitsnede.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is elk statorblad van een aantal zich van een drukzijde daarvan uitstrekkende opstaande ribben voorzien, welke ribben zich vanaf een windintreezijde van het blad naar een winduittreezijde van het statorblad uitstrekken, waarbij de ribben zich in radiale richting gezien schuin over de genoemde zijde uitstrekken, zodanig, dat aan de winduittreezijde elke rib zich op een grotere radiale afstand van de centrale aslijn bevindt dan aan de windintreezijde.

De ribben ondersteunen het veranderen van de stromingsrichting van de luchtstroom naar de genoemde helixvormige beweging. Bovendien wordt de luchtstroom in radiale richting naar buiten geleid, zodat de luchtstroom aan de buitenste omtrekszone van de rotor wordt toegevoerd, welke rotor door het daardoor verhoogde moment een verhoogd rendement heeft.

In het bijzonder kunnen de ribben zich met een bepaalde kromming radiaal buitenwaarts over de genoemde zijde uitstrekken, zodanig, dat aan de winduittreezijde elke rib zich op de genoemde grotere radiale afstand van de centrale aslijn bevindt dan aan de windintreezijde.

De ribben kunnen een hoogte hebben, die ligt tussen 0,1 % en 25% van de maximale hoogte van het statorblad.

De hoogte van het statorblad is hierbij gedefinieerd in de radiale richting, in het bijzonder vanaf nabij de centrale aslijn tot aan nabij de mantel.

De hierboven beschreven kenmerken van de rotorbladen, in het bijzonder van de eindrand daarvan, kunnen in het bijzonder voordelig zijn in het geval van en/of zijn in het bijzonder aangepast op een aantal stroomafwaarts van de rotor in de mantel opgestelde achterstatorbladen voor het in een in hoofdzaak stroomafwaartse richting weggeleiden van de wind, welke achterstatorbladen zich radiaal buitenwaarts vanaf de centrale aslijn uitstrekken. Deze achterstatorbladen kunnen zijn verschaft in een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

Aan de onderdrukzijde van de rotorbladen kan een vacuüm ontstaan. Door dit vacuüm neigt de van de rotor afkomstige luchtstroom om de rotorbladen om te slaan in de richting van het daar gecreëerde vacuüm, waardoor luchtwervelingen ontstaan. Deze luchtwervelingen verlagen het rendement van de rotor, doordat het drukverschil over de voor- en achterzijde van de rotorbladen in rotatierichting gezien afneemt. Met behulp van de stroomafwaarts van de rotor opgestelde achterstatorbladen wordt de luchtstroom of wind in een in hoofdzaak stroomafwaartse richting weggeleid. Hierdoor wordt voorkomen, of althans verminderd, dat de luchtstroom om de rotorbladen kan omslaan en wervelingen achter de rotorbladen ontstaan. Door de combinatie van de rotorbladen volgens de uitvinding en de achterstatorbladen volgens de uitvinding kan het rendement van de inrichting volgens de uitvinding op deze wijze toenemen.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvatten de achterstatorbladen elk twee zich onder een hoek ten opzichte van elkaar uitstrekkende bladdelen, waarbij een eerste bladdeel een zich radiaal vanaf de centrale aslijn uitstrekkend eerste hoofdvlak bezit en het tweede bladdeel een zich radiaal vanaf de centrale aslijn uitstrekkend tweede hoofdvlak bezit.

Het eerste bladdeel kan hierbij zo zijn uitgevoerd, dat het eerste bladdeel in hoofdzaak aansluit op de rotorbladen. Het tweede bladdeel, dat in stromingsrichting gezien achter het eerste bladdeel is opgesteld, kan hierbij zo zijn uitgevoerd, dat het tweede bladdeel de wind in de in hoofdzaak stroomafwaartse richting en eventueel radiaal buitenwaarts weggeleid.

De hoek tussen het eerste bladdeel en het tweede bladdeel kan bijvoorbeeld gelegen zijn tussen 0 - 90°.

In het bijzonder bij een hoek groter dan 0° kan het zo zijn, dat het eerste bladdeel onder een hoek ten opzichte van de centrale aslijn is opgesteld, waarbij het tweede bladdeel in hoofdzaak evenwijdig aan de centrale aslijn is opgesteld. Hierdoor kan de van de rotorbladen afkomstige wind goed worden opgevangen door het eerste bladdeel en kan de wind in hoofdzaak evenwijdig aan de centrale aslijn worden weggeleid.

De hoek tussen een hoofdvlak van het achterstatorblad of tussen het eerste en/of tweede hoofdvlak van het achterstatorblad en de centrale aslijn wordt bij voorkeur gekozen in afhankelijkheid van de snelheid van de luchtstroom in de mantel en/of het toerental van de rotor. Aangezien deze snelheid en/of het toerental kan variëren is het voordelig wanneer de achterstatorbladen instelbaar zijn voor het instellen van de hoek tussen het hoofdvlak of tussen het eerste en/of tweede hoofdvlak van het achterstatorblad en de centrale aslijn.

Praktisch zijn de achterstatorbladen automatisch instelbaar in afhankelijkheid van de snelheid van de luchtstroom in de mantel en/of het toerental van de rotor. Hiertoe kan de inrichting van meetmiddelen voor het meten van de snelheid van de luchtstroom in de mantel en/of het toerental van de rotor voorzien zijn, waarbij de inrichting is ingericht voor het instellen van de hoek tussen het hoofdvlak of tussen het eerste en/of tweede hoofdvlak van het achterstatorblad en de centrale aslijn in afhankelijkheid van de gemeten snelheid en/of toerental.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is elk achterstatorblad via een zich radiaal ten opzichte van de centrale aslijn uitstrekkende verbindingsas met de mantel verbonden, zodanig, dat het achterstatorblad om of met de verbindingsas zwenkbaar is voor het instellen van de hoek tussen het hoofdvlak of tussen het eerste en/of tweede hoofdvlak van het achterstatorblad en de centrale aslijn.

Alternatief kan de inrichting een of de met de centrale aslijn samenvallende centrale as omvatten, waarbij elk achterstatorblad via een zich radiaal ten opzichte van de centrale as uitstrekkende verbindingsas met de centrale as is verbonden, zodanig, dat het achterstatorblad om of met de verbindingsas zwenkbaar is voor het instellen van de hoek tussen het hoofdvlak of tussen het eerste en/of tweede hoofdvlak van het statorblad en de centrale as.

Eventueel kan de verbindingsas met zowel de mantel als de centrale as zijn verbonden.

Praktisch is elk achterstatorblad vast met een respectieve verbindingsas verbonden, zodat door het zwenken van de verbindingsas de hoek tussen het hoofdvlak of tussen het eerste en/of tweede hoofdvlak van het statorblad en de centrale as(lijn) kan worden ingesteld.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat elk (achterstatorblad een windintreezijde en een winduittreezijde, waarbij het (achter)statorblad aan zijn winduittreezijde van een statorbladeindrand is voorzien, waarvan de tweede afgeleide meermaals van teken verandert.

Een dergelijke statorbladeindrand van de inrichting volgens deze uitvoeringsvorm van de uitvinding biedt het voordeel, dat de vorming van luchtwervelingen achter de afstroomrand wordt beperkt, waardoor de luchtstroming over de bladen kan worden verbeterd.

Het is de aanvrager gebleken, dat in het bijzonder een in hoofdzaak sinusvormige statorbladeindrand de vorming van luchtwervelingen achter de afstroomrand effectief beperkt.

Echter, het is ook mogelijk dat de statorbladeindrand in hoofdzaak bloktandvormig of zaagtandvormig is, welke vormen eveneens het beoogde effect althans gedeeltelijk kunnen bieden.

Nog weer alternatief kan de statorbladeindrand van een aantal zich in een hoofdvlak van het (achter)statorblad uitstrekkende elementen zijn voorzien, die elk de vorm van een parabool of een deel van een cirkel bezit. Ook deze vormen kunnen beoogde effect althans gedeeltelijk bieden.

Nog weer alternatief kan de statorbladeindrand van een aantal zich in een hoofdvlak van het (achter)statorblad uitstrekkende elementen zijn voorzien, die elk een in hoofdzaak veervormige vorm bezit. Ook deze vorm kan het beoogde effect althans gedeeltelijk bieden.

Eventueel kan de statorbladeindrand een over zijn lengte variërende dikte bezitten.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zijn de rotorbladen en/of de statorbladen en/of de achterstatorbladen van een structuur voorzien, welke structuur een patroon van uitsparingen bezit voor het opnemen van in hoofdzaak stilstaande lucht.

Een voordeel van het patroon van uitsparingen volgens de uitvinding, welke dienen voor het opnemen van in hoofdzaak stilstaande lucht, is dat het met de in de mantel stromende luchtstroom in contact staande oppervlak van de statorbladen voor een deel bestaat uit de in de uitsparingen aanwezige stilstaande lucht. Voor het deel waar de luchtstroom in contact is met de in de uitsparingen aanwezige stilstaande lucht is er sprake van lucht-op-lucht wrijving, hetgeen een lagere wrijving biedt dan de delen waar de luchtstroom in contact is met de statorbladen. Door de verlaging van de luchtwrijving van de luchtstroom kan het rendement van de inrichting toenemen.

Volgens de uitvinding wordt de structuur gekenmerkt door één van de volgende kenmerken of een willekeurige combinatie daarvan: - een diepte van elke uitsparing ligt tussen 0,1 x - 2 x de lengte van elke uitsparing; - een breedte van elke uitsparing ligt tussen 0,8 x - 3,5 x de lengte van elke uitsparing; - de uitsparingen bezitten een ovale vorm, waarvan een langsas onder een hoek ten opzichte van de centrale aslijn is opgesteld, waarbij de hoek bijvoorbeeld tussen 0° en 45° ligt; - de omtrekswand van elke uitsparing strekt zich onder een hoek met het binnenoppervlak van de mantel uit, waarbij de hoek bijvoorbeeld tussen 90 - 100° ligt; - de omtrekswand van elke uitsparing is onder een afgeronde hoek met de bodem van elke uitsparing verbonden, waarbij de afgeronde hoek bijvoorbeeld een radius heeft die ligt tussen 0 x -1 x de lengte van elke uitsparing; - de uitsparingen zijn in een aantal in hoofdzaak rechte lijnen naast elkaar opgesteld, waarbij de rechte lijn zich onder een hoek ten opzichte van de centrale aslijn uitstrekt, waarbij de hoek bijvoorbeeld tussen 0° - 90° ligt, waarbij een hartafstand tussen twee in één lijn naast elkaar opgestelde uitsparingen bijvoorbeeld tussen 1 x - 4 x de breedte van elke uitsparing ligt, en waarbij de uitsparingen van twee naast elkaar opgestelde lijnen van uitsparingen bijvoorbeeld versprongen ten opzichte van elkaar zijn opgesteld, waarbij de verspringing bijvoorbeeld groter is dan 0 x de lengte van elke uitsparing en maximaal 2 x de lengte van elke uitsparing.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van in een tekening weergegeven figuren, waarin - de figuren 1A - ID de windturbine volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding schematisch tonen, waarbij figuur IA een perspectivisch aanzicht vanaf een windinlaatzijde is, figuur 1B een zijaanzicht is, figuur 1C een perspectivisch aanzicht vanaf een winduitlaatzijde is, en figuur 1C een longitudinale verticale dwarsdoorsnede is; - figuur 2 schematisch een perspectivisch aanzicht van in een mantel van de windturbine uit figuur 1 opgestelde rotor en geleidingsbladen toont; - de figuren 3A en 3B schematisch de kleppen aan de winduitlaatopening in detail tonen, waarbij figuur 3A de kleppen in een vrijgavetoestand toont en figuur 3B de kleppen in een afsluittoestand toont; - de figuren 4A - 4C schematisch een nanostructuur tonen, die op een aantal oppervlakken van de winturbine kan zijn aangebracht, waarbij figuur 4A een bovenaanzicht van de nanostructuur toont, figuur 4B een detail van figuur 4A toont, en figuur 4C een dwarsdoorsnede door de nanostructuur toont; - de figuren 5A — 5C schematisch een rotor van de windturbine uit figuur 1 tonen, waarbij figuur 5A een perspectivisch vooraanzicht is, figuur 5B een vooraanzicht is, figuur 5C een doorsnede in de langsrichting van de rotor uit figuur 5B is; figuur 5D een drukzijde van een rotorblad toont, en figuur 5E een achteraanzicht van het rotorblad toont; en - de figuren 6A en 6B de windturbine volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding schematisch tonen, waarbij figuur 6A een perspectivisch aanzicht vanaf een windinlaatzijde is en figuur 6B een vooraanzicht is.

De diverse aspecten van de uitvinding zullen aan de hand van de figuren worden toegelicht. Hierbij zullen gelijke elementen met gelijke verwijzingsgetallen worden aangeduid. De verschillende aspecten van de uitvinding kunnen op zichzelf, of in elke willekeurige combinatie worden toegepast.

De figuren 1A — ID tonen een windturbine 1 volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding. De windturbine 1 omvat een mantel 2 met een centrale aslijn 3. In de mantel 2 is een rotor 4 opgesteld, waarbij de centrale aslijn 3 van de mantel 2 in hoofdzaak samenvalt met een rotatie-aslijn van de rotor 4. De mantel 2 heeft een windinlaatopening 5 en een winduitlaatopening 6. De windinlaatopening 5 en winduitlaatopening 6 zijn in deze eerste uitvoeringsvorm cirkelvormig.

Volgens een aspect van de uitvinding is de mantel 2 nabij de windinlaatopening 5 aan zijn buitenzijde van een aantal, in dit voorbeeld drie, zich radiaal buitenwaarts uitstrekkende windopvangelementen 7 voorzien. Elk windopvangelement 7 is voorzien van een zich naar de binnenzijde van de mantel 2 uitstrekkend kanaal 8. De drie windopvangelementen 7 zijn met een gelijke onderlinge hoekafstand over het buitenoppervlak van de mantel 2 verdeeld opgesteld. Elk kanaal 8 strekt zich over nagenoeg zijn volledige lengte in stromingsrichting helixvormig om de centrale aslijn door de mantel 2 heen uit, en mondt met een uitlaatopening 9 uit aan het binnenoppervlak van de mantel 2. De windopvangelementen 7 vangen aan de buitenzijde van de mantel 2 stromende wind op, en voeren deze wind helixvormig aan het binnenoppervlak van de mantel 2 toe via de uitlaatopeningen 9.

Volgens een ander aspect van de uitvinding, zie ook figuur 2, omvat de windturbine 2 een aantal, in dit voorbeeld zes, in de mantel 2 stroomopwaarts van de rotor 4 opgestelde statorbladen 10, die zich radiaal buitenwaarts vanaf de centrale aslijn 3 uitstrekken. De statorbladen 10 bezitten een zich radiaal vanaf de centrale aslijn 3 uitstrekkend hoofdvlak, dat onder een schuine hoek ten opzichte van de centrale aslijn 3 is opgesteld. Door de schuine hoek van het hoofdvlak van de statorbladen 10 wordt de in de mantel 2 stromende windstroom in een schuine richting ten opzichte van de centrale aslijn 3 geleid, zodat de windstroom in een in hoofdzaak helixvormige beweging om de centrale aslijn 3 wordt geleid. Elk statorblad 10, in het bijzonder het hoofdvlak daarvan, is van een aantal, in dit voorbeeld drie, opstaande ribben 11 voorzien. De opstaande ribben 11 strekken zich uit vanaf de drukzijde van elk statorblad 10, vanaf een stroomopwaarts opgestelde windintreezijde van het blad 10 naar een stroomafwaarts opgestelde winduittreezijde van het statorblad 10. De ribben 11 strekken zich in radiale richting gezien schuin buitenwaarts over het windgeleidende oppervlak uit, zodat aan de winduittreezijde elke rib 11 zich op een grotere radiale afstand van de centrale aslijn bevindt dan aan de windintreezijde. De ribben ondersteunen het veranderen van de stromingsrichting van de luchtstroom naar de genoemde helixvormige beweging om de centrale aslijn 3. De gewenste hoek van de helixvormige beweging van de wind om de centrale aslijn 3 is bij voorkeur instelbaar. Hiertoe zijn de statorbladen 10 met een zich radiaal vanaf de centrale aslijn 3 uitstrekkende verbindingsas 12 verbonden, welke verbindingsassen 12 elk aan hun radiaal buitenste einde met de mantel 2 zijn verbonden. Het statorblad 10 is om of met de verbindingsas 12 zwenkbaar voor het instellen van de schuine hoek van het statorblad 10 ten opzichte van de centrale aslijn 3. Elk statorblad 10 is van een aantal, in dit voorbeeld drie, openingen 13 voorzien. Aan de winduittreezijde is elk statorblad 10 van een in hoofdzaak sinusvormige eindrand 14 voorzien, waarvan de tweede afgeleide meermaals van teken verandert.

Volgens een ander aspect van de uitvinding, zie figuur 1D, vertoont de binnenzijde van de mantel 2 vanaf de windinlaatopening 5 tot aan, bijvoorbeeld, de locatie waar de verbindingsas 12 is opgesteld, de vorm van een zich in stromingsrichting taps vernauwende Venturi. In een deel van de mantel 2 waar de rotor 4 is opgesteld, is de binnenzijde van de mantel 2 in hoofdzaak cilindervormig. In het bijzonder de combinatie van de Venturivorm van de binnenzijde van de mantel 2 en de statorbladen 10 zorgt ervoor, dat de wind stroomopwaarts van de statorbladen 10 helixvormig met een radiaal buitenwaartse component stroomt, zodat de diameter van de aan de windturbine 2 toegevoerde windstroom stroomopwaarts van de windinlaatopening 5 in stroomopwaartse richting toeneemt, zie ook figuur IA.

Volgens een ander aspect van de uitvinding, zie figuur 1D en figuur 2, omvat de windturbine 2 een aantal, in dit voorbeeld zes, in de mantel 2 stroomafwaarts van de rotor 4 en daarop in hoofdzaak aansluitend opgestelde achterachterstatorbladen 20 voor het in een in hoofdzaak stroomafwaartse richting weggeleiden van de wind vanaf de rotor 4. De achterstatorbladen 20 strekken zich radiaal buitenwaarts vanaf de centrale aslijn 3 uit. Elk achterstatorblad 20 is van een aantal, in dit voorbeeld drie, opstaande ribben 21 voorzien. De opstaande ribben 21 strekken zich uit vanaf de drukzijde van elk achterstatorblad 20, vanaf een stroomopwaarts opgestelde windintreezijde van het blad 20 naar een stroomafwaarts opgestelde winduittreezijde van het achterstatorblad 20. De ribben 21 strekken zich in radiale richting gezien met een bepaalde kromming schuin buitenwaarts over het windgeleidende oppervlak uit, zodat aan de winduittreezijde elke rib 21 zich op een grotere radiale afstand van de centrale aslijn 3 bevindt dan aan de windintreezijde. De ribben 21 zetten een van de rotor 4 afkomstige eventuele helixvormige luchtstroom in hoofdzaak om naar een in hoofdzaak evenwijdig aan de centrale aslijn 3 stromende radiaal buitenwaarts expanderende luchtstroom. De hoek van de achterstatorbladen 20 met de centrale aslijn is bij voorkeur instelbaar. Hiertoe zijn de achterstatorbladen 20 met een zich radiaal vanaf de centrale aslijn 3 uitstrekkende verbindingsas 22 verbonden, welke verbindingsassen 22 elk aan hun radiaal buitenste einde met de mantel 2 zijn verbonden. Het achterstatorblad 20 is om of met de verbindingsas 22 zwenkbaar voor het instellen van de hoek van het achterstatorblad 20 ten opzichte van de centrale aslijn 3. Aan de winduittreezijde is elk achterstatorblad 20 van een in hoofdzaak sinusvormige eindrand 24 voorzien, waarvan de tweede afgeleide meermaals van teken verandert. Elk achterstatorblad 20 bezit in hoofdzaak twee onder een hoek a4 ten opzichte van elkaar opgestelde bladdelen 25,26, waarbij het bladdeel 25 in hoofdzaak op de rotor 4 aansluit en het bladdeel 26 stroomafwaarts van het bladdeel 25 is opgesteld. Het bladddeel 25 kan zich, afhankelijk van de ingestelde hoek van het achterstatorblad 20, in hoofdzaak onder een hoek met de centrale aslijn 3 uitstrekken en het bladdeel 26 kan zich in hoofdzaak parallel aan de centrale aslijn 3 uitstrekken. De hoek al tussen de bladdelen 25, 26 ligt in dit voorbeeld rond 130 °. Het bladdeel 26 vertoont een toenemende hoogte, zodat de wind in hoofdzaak radiaal buitenwaarts wordt geleid en daardoor expandeert. De toenemende hoogte van het bladdeel 26 is eventueel aangepast aan de vorm van de binnenzijde van dat deel van de mantel 2, waar het bladdeel 26 is opgesteld, zoals hieronder nader zal worden toegelicht.

Volgens een ander aspect van de uitvinding, zie figuur 1D, verwijdt een deel van de mantel 2, dat zich uitstrekt vanaf de rotor 4 tot aan de winduitlaatopening 6, zich in stromingsrichting, in het bijzonder in de vorm van een Venturi. In het bijzonder verwijdt de mantel 2 zich zowel aan zijn binnenzijde als aan zijn buitenzijde Venturivormig. Door de Venturivorm van de buitenzijde van de mantel 2 wordt de aan de buitenzijde van de mantel 2 stromende luchtstroom enigzins radiaal naar buiten geleid, waardoor er een onderdruk wordt gecreëerd in het gebied van de uitlaatopening 6. Een uitlaathoek al 1 van de winduitlaatopening 6 met de centrale aslijn 3 is in dit voorbeeld ongeveer 60°.

Zoals hierboven is toegelicht aan de hand van de achterstatorbladen 20, en zoals zichtbaar is in figuur 1D en figuur 2, kan de hoogte van het bladdeel 26 hierbij zijn aangepast aan de Venturivormige uitlopende binnenzijde van de mantel 2. Een raaklijn van een bovenrand 27 van elk achterstatorblad 20, en in het bijzonder van het bladdeel 26 daarvan, kan een hoek a2 met de centrale aslijn 3 maken die is aangepast op de Venturivormige uitlopende binnenzijde van de mantel 2, en neemt daardoor in dit voorbeeld over zijn lengte in stroomwaartse richting toe vanaf ongeveer 20° tot aan ongeveer 80°.

Volgens een ander aspect van de uitvinding heeft de mantel 2 een zodanig dikte en/of vorm, dat de stromingsafstand van de wind door de mantel 2 heen kleiner is dan de stromingsafstand om de buitenzijde van de mantel 2 en dat de stromingsrichting om de buitenzijde van de mantel 2 ter hoogte van de winduitlaatopening 6 door de vorm van richting verandert. Hierdoor wordt een onderdruk gecreëerd in het gebied van de uitlaatopening 6.

Volgens een ander aspect van de uitvinding is de diameter van de winduitlaatopening 6 van de mantel groter dan een buitendiameter van de windinlaatopening 5 van de mantel 2.

Volgens een ander aspect van de uitvinding is de buitenomtrek van de mantel 2 van een helixvormige opstaande rib 30 voorzien. Dit verlengt de stromingsafstand van de wind aan de buitenzijde van de mantel 2 ten opzichte van de stromingsafstand van de wind door de binnenzijde van de mantel 2 en dit verandert de stromingsrichting om de buitenzijde van de mantel 2. Hierdoor wordt een onderdruk gecreëerd in het gebied van de uitlaatopening 6.

Volgens een ander aspect van de uitvinding, zie ook de figuren 3A, 3B, is de windturbine 1 in het gebied van de winduitlaatopening 6 van de mantel 2 van een aantal, in dit geval twee, concentrisch met de uitlaatopening 6 opgestelde ringvormige elementen 40 voorzien. De ringvormige elementen 40 hebben elk een andere diameter, die beide kleiner zijn dan de diameter van de uitlaatopening 6. De ringvormige elementen 40 omvatten elk een cilindervormig omtreksoppervlak, dat zich in stroomafwaartse richting schuin buitenwaarts uitstrekt onder een hoek met de centrale aslijn 3. De ringvormige elementen 40 zijn derhalve in hoofdzaak conisch uitlopende ringvormige elementen. Door de taps uitlopende vorm van de ringvormige elementen 40 wordt de uit de uitlaatopening 6 stromende wind radiaal buitenwaarts geleid. Aan de mantel 2 is een zich over de omtrek van de uitlaatopening 6 uitstrekkende flexibele klep 41 aangebracht, die met één eindzone met de mantel 2 is verbonden. Aan het buitenste ringvormige element 40 is een zich over de omtrek daarvan uitstrekkende flexibele klep 41 aangebracht, die met één eindzone met het ringvormige element 40 is verbonden. In figuur 3A zijn de kleppen 41 in hun vrijgavetoestand getoond, waarin ze de uitlaatopening 6 in hoofdzaak vrijgeven. De uit de winduitlaatopening 6 stromende wind verplaatst de kleppen automatisch in deze vrijgavetoestand. Wanneer de wind keert en via de uitlaatopening 6 in de mantel 2 dreigt te stromen, duwt de wind de kleppen 41 automatisch naar hun afsluittoestand, zoals getoond in figuur 3B. In de afsluittoestand ligt de met de mantel 2 verbonden klep 41 met zijn vrije eindzone tegen het buitenste ringvormige element 40 aan, en ligt de met het buitenste ringvormige element 40 verbonden klep tegen het binnenste ringvormige element 40 aan, zodat de kleppen 41 althans de omtrekszone van de winduitlaatopening 6 in hoofdzaak afsluiten. In het bijzonder sluit de met de uitlaatopening 6 verbonden klep 41 de ruimte tussen de uitlaatopening 6 en het buitenste ringvormige element 40 in hoofdzaak af. In het bijzonder sluit de met het buitenste ringvormige element 40 verbonden klep 41 de ruimte tussen het buitenste ringvormige element 40 en het binnenste ringvormige element 40 in hoofdzaak af. Tussen de omtrekseindzone van de uitlaatopening 6 van de mantel 2 en het buitenste ringvormige element 40, en tussen het buitenste ringvormige element 40 en het binnenste ringvormige element 40, strekken begrenzingselementen in de vorm van staven 42 zich uit. Deze staven 42 voorkomen dat de flexibele kleppen 41 door de in de uitlaatopening 6 dreigende te stromen wind de kleppen 41 vanuit hun afsluittoestand verder naar binnen blaast. In dit voorbeeld is het binnenste ringvormige element 40 niet van een klep voorzien, zodat een centraal deel van de uitlaatopening 6 niet kan worden afgesloten. Desgewenst kan ook dit binnenste ringvormige element 40 van een klep voorzien zijn, zodat het centrale deel van de uitlaatopening 6 kan worden afgesloten en de uitlaatopening 6 nagenoeg volledig kan worden afgesloten.

De windturbine 1 volgens de uitvinding kan in het bijzonder een relatief kleine windturbine zijn, die ook wel een microturbine of stedelijke windturbine wordt genoemd, welke windturbine in een bebouwde omgeving en in het bijzonder eventueel op een gebouw kan worden opgesteld. Hiertoe kan de windturbine 2 een poot 50 omvatten, met behulp waarvan de windturbine kan worden opgesteld. Zoals blijkt uit de figuren, is de windturbine 1 in het bijzonder een zogeheten horizontale windturbine, waarbij de rotatie-aslijn van de rotor en de centrale aslijn 3 van de mantel 2 in gebruik van de windturbine 1 in hoofdzaak horizontaal zijn opgesteld, dat een binnenoppervlak van de mantel en/of rotorbladen van de rotor van een structuur is/zijn voorzien, welke structuur een patroon van uitsparingen bezit voor het opnemen van in hoofdzaak stilstaande lucht.

De figuren 4A - 4C tonen een nanostructuur 60, die bijvoorbeeld op het binnenoppervlak van de mantel 2 en/of op de statorbladen 10 en/of op de achterstatorbladen 20 kan zijn aangebracht. De nanostructuur 60 bezit een patroon van uitsparingen 61 voor het opnemen van in hoofdzaak stilstaande lucht. De afmetingen van de uitsparingen 61 ligt in de orde van grootte van enkele μηι tot enkele mm. De afmetingen zijn in dit voorbeeld in hoofdzaak ovaal, maar kunnen elke gewenste vorm bezitten. De lengte 62 van elke uitsparing is in dit voorbeeld ongeveer 4,2 mm. De breedte 63 van elke uitsparing is in dit voorbeeld ongeveer 2,3 mm. De diepte 64 van elke uitsparing is in dit voorbeeld ongeveer 0,7 mm. De omtrekswand van elke uitsparing 61 strekt zich in dit voorbeeld onder een hoek a3 met het binnenoppervlak van de mantel en/of het oppervlak van het statorblad 10 en/of achterstatorblad 20 uit, waarbij de hoek a8 in dit voorbeeld ongeveer 95° is. De omtrekswand van elke uitsparing 61 is in dit voorbeeld onder een afgeronde hoek 65 met de bodem van elke uitsparing verbonden, waarbij de afgeronde hoek 65 in dit voorbeeld een radius van ongeveer 0,6 mm heeft. In dit voorbeeld zijn de uitsparingen 61 in een aantal in hoofdzaak rechte lijnen 69 naast elkaar opgesteld, waarbij de rechte lijn zich onder een hoek a4 ten opzichte van de centrale aslijn 3 uitstrekt, waarbij de hoek a4 in dit voorbeeld ongeveer 41° is. In dit voorbeeld is een hartafstand 66 tussen twee in één lijn naast elkaar opgestelde uitsparingen 61 ongeveer 3,8 mm. In dit voorbeeld zijn de uitsparingen 61 van twee naast elkaar opgestelde lijnen 69 van uitsparingen 61 versprongen ten opzichte van elkaar opgesteld, waarbij de verspringing 67, in een richting haaks op de langsrichting van de mantel 2 in dit voorbeeld ongeveer 1,1 mm is. Een hartafstand 68 tussen twee naburige uitsparingen 61 van naburige lijnen 69 is in dit voorbeeld ongeveer 5,2 mm.

De figuren 5A - 5E tonen een rotor volgens een aspect van de uitvinding. De rotor omvat een aantal, in dit voorbeeld zes, rotorbladen 70, die met een omtreksrand met een rotorlichaam 71 van een generator zijn verbonden, zie ook figuur 1D. Door een in de mantel 2 stromende windstroom wordt de rotor 4 roterend aangedreven, waardoor het rotorlichaam 71 mee roteert. Om het rotorlichaam 71 is een in de mantel 2 opgesteld statorlichaam 77 van de generator opgesteld, zie figuur 1D. Zoals zichtbaar is in figuur 5C zijn de rotorbladen 70 onder een hoek a5 met de rotatie-aslijn 3 opgesteld, welke hoek a5 in dit voorbeeld ongeveer 53° is. Zoals onder andere zichtbaar is in de figuren 5A, 5B en 5D, hebben de rotorbladen windintreezijde met een vooreindrand 72 en een winduittreezijde met een eindrand 73. De eindrand 73 is in hoofdzaak sinusvormig over een gebogen hoofdlijn 74. Een hoek a6 van de hoofdlijn 74 nabij een binnenste einde van de eindrand 73, dat nabij de met de centrale aslijn 3 samenvallende rotatie-aslijn is opgesteld, ten opzichte van een rechte lijn 75 tussen het binnenste einde en het buitenste einde van de eindrand 73, dat nabij het rotorlichaam 71 is opgesteld, is in dit voorbeeld ongeveer 38°. Een hoek a7 van de hoofdlijn 74 nabij het buitenste einde van de eindrand 73 ten opzichte van de rechte lijn 75 tussen het binnenste einde en het buitenste einde, is in dit voorbeeld ongeveer 17°.

De vooreindrand 72 is in hoofdzaak boogvormig. Een hoek a8 van de vooreindrand 72 nabij een binnenste einde van de vooreindrand 72, dat nabij de met de centrale aslijn 3 samenvallende rotatie-aslijn is opgesteld, ten opzichte van een rechte lijn 76 tussen het binnenste einde en het buitenste einde van de vooreindrand 72, dat nabij het rotorlichaam 71 is opgesteld, is in dit voorbeeld ongeveer 28°. Een hoek al4 van de vooreindrand 72 nabij het buitenste einde van de vooreindrand 72 ten opzichte van de rechte lijn 76 tussen het binnenste einde en het buitenste einde, is in dit voorbeeld ongeveer 48°. Zoals zichtbaar is in onder andere de figuren 5C en 5E, de rotorbladen 70 zijn in een richting tussen een binnenste eindzone en de met het generatorlichaam 71 verbonden omtreksrand getordeerd, in dit voorbeeld over een hoek al5 van ongeveer 5°.

De figuren 6A en 6B tonen een windturbine 1 volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding. Slechts de verschillen met de windturbine uit de figuren lt/m 5 zullen hier toegelicht worden, voor een overige omschrijving van de figuren 6A en 6B wordt verwezen naar de figuurbeschrij ving behorende bij de figuren 1 t/m 5.

De windturbine 1 volgens de tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding verschilt van de windturbine volgens de eerste uitvoeringsvorm in dat de inlaatopening 5 en uitlaatopening 6 in hoofdzaak ovaalvormig zijn in plaats van cirkelvormig. De mantel 2 verloopt vanaf zijn ovale eindzones of openingen 5,6 geleidelijk over naar een ronde dwarsdoorsnedevorm, zodat het deel van de mantel 2 waar de rotor 4 is opgesteld in hoofdzaak cilindervormig is, net zoals bij de windturbine volgens de eerste uitvoeringsvorm.

Opgemerkt wordt, dat de uitvinding zich niet beperkt tot de getoonde uitvoeringsvormen, maar zich tevens uitstrekt tot varianten binnen het bereik van de aangehechte conclusies.

Zo zijn de genoemde waarden voor afmetingen, hoeken, en dergelijke slechts bij wijze van voorbeeld gegeven. Het is de aanvrager gebleken, dat de genoemde waarden in het bijzonder geschikt zijn, maar de uitvinding is dus niet daartoe beperkt.

Ook zal duidelijk zijn, dat de vorm van de inlaatopening en/of uitlaatopening niet beperkt is tot de getoonde cirkelvorm of ovaalvorm, maar dat deze elke geschikte vorm kunnen vertonen. Het deel waar de rotor is opgesteld is bij voorkeur wel cirkelvormig in dwarsdoorsnede, en daardoor cilindrisch, waarbij in het geval van een niet-cirkelvormige inlaatopening of nietcirkelvormige uitlaatopening een geleidelijke overgang naar dit cilindrische deel zal plaatsvinden.

Claims (36)

1. Inrichting voor het omzetten van windenergie in althans mechanische energie, omvattende een door wind om een rotatie-aslijn roteerbaar aandrijfbare rotor met een aantal rotorbladen, waarbij elk rotorblad een windintreezijde en een winduittreezijde omvat, met het kenmerk, dat elk rotorblad aan zijn winduittreezijde van een eindrand is voorzien, waarvan de tweede afgeleide meermaals van teken verandert.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de eindrand in hoofdzaak sinusvormig, bloktandvormig of zaagtandvormig is.

3. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de eindrand van een aantal zich in een hoofdvlak van het rotorblad uitstrekkende elementen is voorzien, die elk de vorm van een parabool of een deel van een cirkel bezit.

4. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de eindrand van een aantal zich in een hoofdvlak van het rotorblad uitstrekkende elementen is voorzien, die elk een in hoofdzaak veervormige vorm bezit.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de eindrand een binnenste einde, dat nabij de rotatie-aslijn is opgesteld, en een buitenste einde omvat, waarbij een hoofdlijn van de eindrand tussen het binnenste einde en het buitenste einde een in hoofdzaak gebogen vorm vertoont.

6. Inrichting volgens conclusie 5, waarbij een hoek van de hoofdlijn nabij het binnenste einde van de eindrand ten opzichte van een rechte lijn tussen het binnenste einde en het buitenste einde groter is dan -45° en kleiner is dan 45°.

7. Inrichting volgens conclusie 5 of 6, waarbij een hoek van de hoofdlijn nabij het buitenste einde van de eindrand ten opzichte van een of de rechte lijn tussen het binnenste einde en het buitenste einde groter is dan -45° en kleiner is dan 45 °, bij voorkeur groter is dan -25° en kleiner is dan 25°.

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij elk rotorblad aan zijn windintreezijde van een vooreindrand is voorzien, welke vooreindrand een binnenste einde, dat nabij de rotatie-aslijn is opgesteld, en een buitenste einde omvat, en waarbij een hoofdlijn van de vooreindrand tussen het binnenste einde en het buitenste einde een in hoofdzaak gebogen vorm vertoont.

9. Inrichting volgens conclusie 8, waarbij een hoek van de hoofdlijn nabij het binnenste einde van de vooreindrand ten opzichte van een rechte lijn tussen het binnenste einde en het buitenste einde groter is dan -45° en kleiner is dan 45 °, bij voorkeur groter is dan -35° en kleiner is dan 35°.

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, waarbij een hoek van de hoofdlijn nabij het buitenste einde van de vooreindrand ten opzichte van een of de rechte lijn tussen het binnenste einde en het buitenste groter is dan -60° en kleiner is dan 60 °.

11. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de rotorbladen met een omtreksrand daarvan met een rotorlichaam van een generator zijn verbonden.

12. Inrichting volgens conclusie 11, waarbij de rotorbladen onder een hoek met de rotatie-aslijn zijn opgesteld, waarbij de hoek groter is dan 35° en kleiner is dan 75°, bij voorkeur groter is dan 40° en kleiner is dan 65°.

13. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de rotorbladen in een richting tussen een binnenste eindzone en een of de omtreksrand getordeerd zijn.

14. Inrichting volgens conclusie 13, waarbij de rotorbladen over een hoek die groter is dan 0° en kleiner is dan 30° getordeerd zijn.

15. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de rotor tussen twee en acht rotorbladen omvat.

16. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, omvattende een om de rotor opgestelde mantel, waarbij een centrale aslijn van de mantel in hoofdzaak samenvalt met de rotatie-aslijn van de rotor.

17. Inrichting volgens conclusie 16, omvattende een aantal stroomopwaarts van de rotor in de mantel opgestelde statorbladen, die zich radiaal buitenwaarts vanaf de centrale aslijn uitstrekken, voor het in gebruik van de inrichting in een in hoofdzaak helixvormige beweging om de centrale aslijn geleiden van de wind, zodanig, dat de wind in de in hoofdzaak helixvormige beweging om de centrale aslijn aan de rotor wordt toegevoerd.

18. Inrichting volgens conclusie 17, waarbij de statorbladen een zich radiaal vanafide centrale aslijn uitstrekkend hoofdvlak vertonen, welk hoofdvlak onder een schuine hoek ten opzichte van de centrale aslijn is opgesteld.

19. Inrichting volgens conclusie 18, waarbij de statorbladen instelbaar zijn voor het instellen van de schuine hoek.

20. Inrichting volgens conclusie 19, waarbij elk statorblad via een zich radiaal ten opzichte van de centrale aslijn uitstrekkende verbindingsas met de mantel is verbonden, zodanig, dat het statorblad om of met de verbindingsas zwenkbaar is voor het instellen van de schuine hoek van het statorblad ten opzichte van de centrale aslijn.

21. Inrichting volgens een der conclusies 18 - 20, waarbij de schuine hoek gelegen is tussen of instelbaar is tussen 10 - 80°, bij voorkeur tussen 20 - 60°.

22. Inrichting volgens een der conclusies 17-21, waarbij elk statorblad ten minste één daarin aangebrachte doorgaande opening vertoont.

23. Inrichting volgens conclusie 22, waarbij het oppervlak van de ten minste ene opening minimaal 5% en maximaal 60% van het oppervlak van een of het hoofdvlak van het statorblad is.

24. Inrichting volgens een der conclusies 17-23, waarbij elk statorblad van een aantal zich van een drukzijde daarvan uitstrekkende opstaande ribben is voorzien, welke ribben zich vanaf een windintreezijde van het blad naar een winduittreezijde van het statorblad uitstrekken, waarbij de ribben zich in radiale richting gezien schuin over de genoemde zijde uitstrekken, zodanig, dat aan de winduittreezijde elke rib zich op een grotere radiale afstand van de centrale aslijn bevindt dan aan de windintreezijde.

25. Inrichting volgens conclusie 24, waarbij de ribben een hoogte hebben, die ligt tussen 0,1 % en 25% van de maximale hoogte van het statorblad.

26. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, omvattende een aantal stroomafwaarts van de rotor in de mantel opgestelde achterstatorbladen voor het in een in hoofdzaak stroomafwaartse richting weggeleiden van de wind, welke achterstatorbladen zich radiaal buitenwaarts vanaf de centrale aslijn uitstrekken.

27. Inrichting volgens een der conclusies 26, waarbij de achterstatorbladen twee zich onder een hoek ten opzichte van elkaar uitstrekkende bladdelen omvatten, waarbij een eerste bladdeel een zich radiaal vanaf de centrale aslijn uitstrekkend eerste hoofdvlak bezit en het tweede bladdeel een zich radiaal vanaf de centrale aslijn uitstrekkend tweede hoofdvlak bezit.

28. Inrichting volgens conclusie 27, waarbij de hoek tussen het eerste bladdeel en het tweede bladdeel gelegen is tussen 0 - 90°.

29. Inrichting volgens een der conclusies 26 - 28, waarbij de achterstatorbladen instelbaar zijn voor het instellen van een hoek tussen een hoofdvlak of tussen het eerste en/of tweede hoofdvlak van het statorblad en de centrale aslijn.

30. Inrichting volgens conclusie 29, waarbij elk achterstatorblad via een zich radiaal ten opzichte van de centrale aslijn uitstrekkende verbindingsas met de mantel is verbonden, zodanig, dat het statorblad om of met de verbindingsas zwenkbaar is voor het instellen van de hoek tussen het hoofdvlak of tussen het eerste en/of tweede hoofdvlak van het statorblad en de centrale aslijn.

31. Inrichting volgens een der conclusies 17-30, waarbij elk (achter)statorblad een windintreezijde en een winduittreezijde omvat, waarbij het (achter)statorblad aan zijn winduittreezijde van een statorbladeindrand is voorzien, waarvan de tweede afgeleide meermaals van teken verandert.

32. Inrichting volgens conclusie 31, waarbij de statorbladeindrand in hoofdzaak sinusvormig, bloktandvormig of zaagtandvormig is.

33. Inrichting volgens conclusie 31, waarbij de statorbladeindrand van een aantal zich in een hoofdvlak van het statorblad uitstrekkende elementen is voorzien, die elk de vorm van een parabool of een deel van een cirkel bezit.

34. Inrichting volgens conclusie 31, waarbij de statorbladeindrand van een aantal zich in een hoofdvlak van het statorblad uitstrekkende elementen is voorzien, die elk een in hoofdzaak veervormige vorm bezit.

35. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de rotorbladen en/of de statorbladen en/of de achterstatorbladen van een structuur zijn voorzien, welke structuur een patroon van uitsparingen bezit voor het opnemen van in hoofdzaak stilstaande lucht.

36. Inrichting volgens conclusie 35, waarbij de structuur is gekenmerkt door één van de volgende kenmerken of een willekeurige combinatie daarvan: - een diepte van elke uitsparing ligt tussen 0,1 x - 2 x de lengte van elke uitsparing; - een breedte van elke uitsparing ligt tussen 0,8 x - 3,5 x de lengte van elke uitsparing; - de uitsparingen bezitten een ovale vorm, waarvan een langsas onder een hoek ten opzichte van de centrale aslijn is opgesteld, waarbij de hoek bijvoorbeeld tussen 0° en 45° ligt; - de omtrekswand van elke uitsparing strekt zich onder een hoek met het binnenoppervlak van de mantel uit, waarbij de hoek bijvoorbeeld tussen 90 - 100° ligt; - de omtrekswand van elke uitsparing is onder een afgeronde hoek met de bodem van elke uitsparing verbonden, waarbij de afgeronde hoek bijvoorbeeld een radius heeft die ligt tussen 0 x -1 x de lengte van elke uitsparing; - de uitsparingen zijn in een aantal in hoofdzaak rechte lijnen naast elkaar opgesteld, waarbij de rechte lijn zich onder een hoek ten opzichte van de centrale aslijn uitstrekt, waarbij de hoek bijvoorbeeld tussen 0° - 90° ligt, waarbij een hartafstand tussen twee in één lijn naast elkaar opgestelde uitsparingen bijvoorbeeld tussen 1 x - 4 x de breedte van elke uitsparing ligt, en waarbij de uitsparingen van twee naast elkaar opgestelde lijnen van uitsparingen bijvoorbeeld versprongen ten opzichte van elkaar zijn opgesteld, waarbij de verspringing bijvoorbeeld groter is dan 0 x de lengte van elke uitsparing en maximaal 2 x de lengte van elke uitsparing.