SE2050686A1 - Vertikalt vindkraftverk - Google Patents

Abstract

SammanfattningUppfinningen avser en skopvinge (11) för ett vertikalt vindkraftverk som innefattar ett bakre vingblad (15) och ett främre profilvingsblad (16) som är anordnade på ett avstånd från varandra så att det främre profilvingsbladets konkava sida vetter mot det bakre vingbladets konvexa sida så att det bildas en passage mellan det främre profilvingbladet och det bakre vingbladet (15) med en öppning mellan dess inre ändar. Det främre profilvingsbladet (16) och det bakre vingbladet (15) är anordnade så att passagen smalnar av i en riktning från de inre ändarna mot de yttre ändarna, och varvid det främre profilvingsbladet (16) är kortare än det bakre vingbladet (15). Uppfinningen avser också ett vertikalt vindkraftverk innefattande ett centralt axeltorn (3), åtminstone två vingaxlar (4), åtminstone en vingeker (5) per vingaxel, och åtminstone en skopvinge (11) anordnad på var och en av de åtminstone två vingaxlarna (4).

Description

Skopvinge och vertikalt vindkraftverk Tekniskt område Föreliggande uppfinning avser en skopvinge för ett vertikalt vindkraftverk samt ett vertikaltvindkraftverk.

Bakgrund För CO2-fri kraftproduktion är vindkraft för närvarande det energislag som effektmässigt växermest. Vindkraftsaggregaten är beroende av bra vindlägen och utvecklingen går mot allt störreeffektstorlekar med högre torn och längre rotorblad, vilket påverkar närmiljön negativt ochfördyrar och försvårar för anläggningar ur montage- och driftsynpunkt.

Trots större effekter för enskilda enheter måste vid stora energibehov över tid, de enskildaenheterna samlas i stora vindkraftsparker, hänvisade till glesbygdsområden eller till havs medlånga nätavstånd till förbrukarna, vilket kräver utbyggda kraftnät.

Under tider med vindstilla perioder och speciellt när dessa uppträder under kalla förhållandenmåste vindkraften kompenseras med andra kraftslag som vattenkraft eller kärnkraft om sådanproduktion finns i landet, med kol- eller gaseldade kraftverk som står standby eller medenergilager.

Sammanfattning Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en skopvinge för ett vertikaltvindkraftverk och ett vertikalt vindkraftverk för kraftalstring med luft som medium och ingårsom huvudkomponent i anläggning för CO2-fri produktion av el till kraftnät eller kraft tillmaskineri. Uppfinningens principer är användbara i enheter för låga som för mycket högaeffekter. Ändamålet uppfylls av skopvingen för ett vertikalt vindkraftverk som definieras i krav 1 ochdet vertikala vindkraftverket som definierat i krav 6. Föreliggande uppfinning löser problemenför konventionella vindkraftverk enligt ovan genom att den har de i efterföljande patentkravsangivna särdrag.

Skopvingen, för ett vertikalt vindkraftverk, innefattar ett bakre vingblad som har en konkavsida för att fånga upp vind, en konvex sida, en inre ände och en yttre ände, och ett främreprofilvingsblad som har en konkav sida, en konvex sida, en inre ände och en yttre ände. Detfrämre profilvingsbladet och det bakre vingbladet är anordnade på ett avstånd från varandraså att det främre profilvingsbladets konkava sida vetter mot det bakre vingbladets konvexasida så att det bildas en passage mellan det främre profilvingbladet och det bakre vingbladetmed en öppning mellan de inre ändarna. Det främre profilvingsbladet och det bakrevingbladet är anordnade så att passagen smalnar av i en riktning från de inre ändarna mot de yttre ändarna. Det främre profilvingsbladet är kortare mellan den inre änden och den yttreänden än det bakre vingbladet. I rotationsriktningen så är alltså det främre profilvingsbladetframför det bakre vingbladet.

Vid det vertikala vindkraftverkets rotation fångas, via skopvingen, luft via öppningen i denkilformade skopan och centrifugalkraften pressar luften med stort tryck mot den trångaspalten så att en flat luftstråle med hög hastighet spolar luft utmed en stor del av, eller hela,skopvingens fria konvexa framsida så att undertryck skapas och ger dragkraft åt skopvingenvarvet runt.

Kraften av undertrycket utmed skopvingens framsida multiplicerad med hävstångsradien motcentrum på vindkraftverket skopvingen är monterad på överförs tillsammans med övrigaskopvingarnas dragkraft till axeltornet som driver underliggande generator eller maskineri.

Det främre profilvingsbladet är till exempel en tredjedel av det bakre vingbladet. Skopvningenhar då ett bakåtböjt bakre vingblad där tredjedelen mot inre änden har ett främreprofilvingsblad så att en kilformad och bakåtböjd skopa bildas mellan vingarna med bredöppning mot centrum och som smalnar av mot periferin så att endast en trång vertikal spaltbildas.

Det bör noteras att skopvingen har en utbredning i höjdled, alltså vertikalt när skopvingen äranordnad på ett vertikalt vindkraftverk.

Skopvingen kan också innefatta ett golv och ett tak. I detta fall är golvet anordnat mellan ennedre kant hos det främre profilvingsbladet och en nedre kant hos det bakre vingbladet ochtaket är anordnat mellan en övre kant hos det främre profilvingsbladet och en övre kant hosdet bakre vingbladet så att passagen mellan det främre profilvingbladet och det bakrevingbladet är innesluten på alla sidor och öppen i ändarna. Det bildas alltså en tunnel mellanöppningen mellan de inre ändarna och öppningen mellan de det bakre vingbladet och detfrämre profilvingsbladets yttre ände. Detta för att förhindra luftsläpp nedåt och uppåt.

Det främre profilvingsbladet kan innefatta en kanal för luft med ett utlopp på det främreprofilvingsbladets konvexa sida med luftströmmen riktad mot det främre profilvingsbladetsyttre ände. En sådan kanal kan användas för att få igång rotationen av ett vertikaltvindkraftverk vid låga vindstyrkor.

Det främre profilvingsbladet kan också innefatta en kanal för luft med ett utlopp vid den inreänden av det främre profilvingsbladet för att blåsa ut luft som förhindrar externa objekt frånatt sugas in mellan det bakre vingbladet och det främre profilvingsbladet. Med externa objektmenas till exempel djur, insekter eller skräp. På så vis skyddas djur från att sugas in i passagenmellan bladen och skadas. Bladen skyddas också mot att skadas av djur eller objekt som åkerin i passagen.

Det främre profilvingsbladets yttre ände kan innefatta en spaltlinjal som är justerbar för attändra avståndet mellan den yttre änden och det bakre vingbladet. Olika avstånd kan varaoptimala för olika rotationshastigheter eller vindstyrkor.

Det vertikala vindkraftverket innefattar ett centralt axeltorn, åtminstone två vingaxlaranordnade på ett avstånd från det centrala axeltornet, åtminstone en vingeker för var och enav de åtminstone två vingaxlarna som kopplar samman det centrala axeltornet och respektivevingeker, och åtminstone en skopvinge enligt ovan anordnad på var och en av de åtminstonetvå vingaxlarna. Det centrala axeltornet kan antingen vara roterande eller innefattakomponenter som kopplar till vingekrarna för att tillåta rotation av vingaxlarna medskopvingarna.

Det vertikala vindkraftverket kan innefatta att den åtminstone en vingekern innefattar ennedre vingeker för var och en av de åtminstone två vingaxlarna som kopplar samman detcentrala axeltornet och en nedre del av respektive vingaxel, och en övre vingeker för var ochen av de åtminstone två vingaxlarna som kopplar samman det centrala axeltornet och en övredel av respektive vingaxel. Att använda två vingekrar gör så att konstruktionen blir stabilareoch är särskilt fördelaktig för stora konstruktioner.

Den inre änden av det bakre vingbladet, respektive det främre profilvingsbladet, är den delsom är anordnad närmast det centrala axeltornet och den yttre änden är anordnad på motsattsida från den inre änden.

Det vertikala vindkraftverket kan innefatta åtminstone två skopvingar som är anordnadestaplade på varandra på var och en av de åtminstone två vingaxlarna. Skopvingar kan alltsåstaplas på vingaxlarna för att skapa en högre sammansatt skopvinge för ett störrevindkraftverk.

Det vertikala vindkraftverket kan innefatta en installationsgondol anordnad på var och en avde åtminstone två vingaxlarna, varvid installationsgondolen innefattar en fläkt och ettkanalsystem anordnat att blåsa luft till kanaler anordnade i skopvingen. Skopvingarna kanalltså få luft tillförd sina kanaler från installationsgondolen.

Det vertikala vindkraftverket kan innefatta åtminstone ett stödhjul per nedre vingeker,monterade på respektive nedre vingeker och anordnade för att rulla mot ett underlag underdet vertikala vindkraftverket för att fördela lasten mot underlaget. Med stödhjul som hjälpertill att fördela lasten mot underlaget blir inte lasten lika stor på vindkraftverkets bärandekomponenter så som axeltornet och vingekrarna. Större vindkraftverk kan då byggas.

Det vertikala vindkraftverket med C02 fri kraftproduktion får större tillämpning änkonventionella vindkraftverk med problem enligt bakgrunden ovan.

Det vertikala vindkraftverket är oberoende av bra vindlägen och kan därför anläggas närakraftbehov, förstärka befintliga distributionsnät och minska behovet av deras utbyggnad. Dedrivs efter behov året om utan krav på andra kraftverk som står standby eller på energilager.

Det vertikala vindkraftverket kan byggs för stora effekter och anpassas till lämpligaeffektstorlekar för infasning på kraftnäten. En enhet ersätter många vindkraftverk i parker tilllands eller havs och trots större effekt har den lägre höjd och mindre påverkan på närmiljön.Tung utrustning som generator samt hjälpinstallationer är markplacerad för enkelt montageoch underhåll.

Lämpliga anläggningsplatser med befintliga stamnät kan vara kärnkraftverk, där dessutomframtida kraftbehov kommer bli stora under deras långa avställningstid och rivning. Kolgruvormed dagbrott och djupa dalar efter brunkolsbrytning har plats för många vertikalavindkraftverk.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen ska nu förklaras närmare genom beskrivning av olika utföringsformer avuppfinningen och med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Figur 1 visar en vy ovanifrån av en exempelskopvinge.

Figur 2 visar översiktsvy för ett exempel på ett vertikalt vindkraftverk.

Figur 3 visar halv sidovy för ett exempel på ett vertikalt vindkraftverk.

Figur 4 visar halv vy ovanifrån för ett exempel på ett vertikalt vindkraftverk.Figur 5 visar sidovy av en exempelskopvinge.

Figur 6 visar frontvy av en exempelskopvinge.

Figur 7 visar vy ovanifrån av en exempelskopvinge.

Figur 8 visar snitt ovanifrån av en exempelskopvinge.

Figur 9 visar snitt ovanifrån av en exempelinstallationsgondol.

Detaljerad beskrivning Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de visade utföringsformerna utan kan varierasoch modifieras inom ramen för de efterföljande kraven. Exempelvis så kan ett vertikaltvindkraftverk ha en eller flera beskrivna skopvingar staplade på varandra. Vertikalavindkraftverk kan också ha olika många axlar med vingar monterade.

I\/|ed vertikalt vindkraftverk menas vindkraftverk med vertikalt placerad rotoraxel.

Det vertikala vindkraftverk häri beskrivet, även kallat vind, ving kraftkarusell, är en anordningatt med hjälp av luft som medium, centrifugalkraft och strömningstekniska lagar ingå som denkraftalstrande enheten i anläggning för produktion av CO2-fri elkraft eller maskinkraft.

Figur 1 visar en vy ovanifrån av en skopvinge 11. Skopvingen, för ett vertikalt vindkraftverk,innefattar ett bakre vingblad 15 som har en konkav sida för att fånga upp vind, en konvex sida,en inre ände och en yttre ände, och ett främre profilvingsblad 16 som har en konkav sida, enkonvex sida, en inre ände och en yttre ände. Det främre profilvingsbladet och det bakrevingbladet 15 är anordnade på ett avstånd från varandra så att det främre profilvingsbladetskonkava sida vetter mot det bakre vingbladets konvexa sida så att det bildas en passage mellandet främre profilvingbladet och det bakre vingbladet 15 med en öppning mellan de inreändarna. Det främre profilvingsbladet 16 och det bakre vingbladet 15 är anordnade så attpassagen smalnar av i en riktning från de inre ändarna mot de yttre ändarna. Det främreprofilvingsbladet 16 är kortare mellan den inre änden och den yttre änden än det bakrevingbladet 15. I rotationsriktningen så är alltså det främre profilvingsbladet 16 framför detbakre vingbladet 15.

Pilarna i figur 1 visar vart vinden flödar mot det bakre vingbladet 15 och in i passagen mellandet bakre vingbladet och det främre profilvingsbladet 16. Pilen i cirkel visar i vilken riktning ettvertikalt vindkraftverk skulle rotera med denna skopvinge monterad.

Minustecknen på det bakre vingbladet 15 representerar undertrycket som bildas på grund avluften som pressas, via passagen, mot den yttre änden. Plustecknen på den konkava sidanvisar på övertrycket som uppstår då vinden blåser mot det bakre vingbladet.

Det främre profilvingsbladet 16 är till exempel en tredjedel av det bakre vingbladet 15. Detkan också vara halva eller en fjärdedel. Det främre profilvingsbladet 16 är alltså kortare än detbakre vingbladet 15. Skopvningen kan alltså ha ett bakåtböjt bakre vingblad där tredjedelenmot inre änden har ett främre profilvingsblad så att en kilformad och bakåtböjd skopa bildasmellan vingarna med bred öppning mot centrum och som smalnar av mot periferin så attendast en trång vertikal spalt bildas.

Det bör noteras att skopvingen 11 har en utbredning i höjdled, alltså vertikalt när skopvingenär anordnad på ett vertikalt vindkraftverk.

Skopvingen 11 kan också innefatta ett golv och ett tak. I detta fall är golvet anordnat mellanen nedre kant hos det främre profilvingsbladet 16 och en nedre kant hos det bakre vingbladet15 och taket är anordnat mellan en övre kant hos det främre profilvingsbladet 16 och en övrekant hos det bakre vingbladet 15 så att passagen mellan det främre profilvingbladet och detbakre vingbladet 15 är innesluten på alla sidor och öppen i ändarna. Det bildas alltså en tunnelmellan öppningen mellan de inre ändarna och öppningen mellan de det bakre vingbladet 15och det främre profilvingsbladets yttre ände. Detta för att förhindra luftsläpp nedåt och uppåt.

Det främre profilvingsbladet 16 kan innefatta en kanal för luft med ett utlopp på det främreprofilvingsbladets konvexa sida med luftströmmen riktad mot det främre profilvingsbladetsyttre ände. En sådan kanal kan användas för att få igång rotationen av ett vertikalt vindkraftverk vid låga vindstyrkor. Utloppet på för kanalen är till exempel riktat så att luftenblåser ut parallellt med ytan på den konvexa sidan.

Det främre profilvingsbladet 16 kan också innefatta en kanal för luft med ett utlopp vid deninre änden av det främre profilvingsbladet 16 för att blåsa ut luft som förhindrar externaobjekt från att sugas in mellan det bakre vingbladet 15 och det främre profilvingsbladet 16. Påså vis skyddas djur från att åka in i passagen mellan bladen och skadas. Bladen skyddas ocksåmot att skadas av djur eller objekt som sugs in i passagen.

Det främre profilvingsbladets yttre ände kan innefatta en spaltlinjal17 som ärjusterbar för attändra avståndet mellan den yttre änden och det bakre vingbladet 15. Olika avstånd kan varaoptimala för olika rotationshastigheter eller vindstyrkor.

Figur 2 visar översiktsvy för ett exempel på ett vertikalt vindkraftverk. I det illustreradeexemplet finns flera skopvingar staplade på varandra men det kan också ha ett på varje axel.Figur 3 visar halv sidovy för ett exempel på ett vertikalt vindkraftverk. Figur 4 visar halv vyovanifrån för ett exempel på ett vertikalt vindkraftverk.

Det vertikala vindkraftverket innefattar ett centralt axeltorn 3, åtminstone två vingaxlar 4anordnade på ett avstånd från det centrala axeltornet 3, åtminstone en vingeker 5 för var ochen av de åtminstone två vingaxlarna 4 som kopplar samman det centrala axeltornet 3 ochrespektive vingeker och åtminstone en skopvinge 11 enligt ovan anordnad på var och en avde åtminstone två vingaxlarna 4.

De två vingaxlarna 4 är till exempel anordnade parallellt med det centrala axeltornet 3 menkan också vara vinklade så att vindkraftverkets profil smalnar av uppåt eller nedåt.

Det vertikala vindkraftverket kan innefatta att den åtminstone en vingekern 6 innefattar ennedre vingeker 5 för var och en av de åtminstone två vingaxlarna 4 som kopplar samman detcentrala axeltornet 3 och en nedre del av respektive vingaxel, och en övre vingeker 6 för varoch en av de åtminstone två vingaxlarna 4 som kopplar samman det centrala axeltornet ochen övre del av respektive vingaxel. Att använda två vingekrar gör så att konstruktionen blirstabilare och är särskilt fördelaktig för stora konstruktioner.

Den inre änden av det bakre vingbladet 15, respektive det främre profilvingsbladet 16, är dendel som är anordnad närmast det centrala axeltornet 3 och den yttre änden är anordnad påmotsatt sida från den inre änden.

Det vertikala vindkraftverket kan innefatta åtminstone två skopvingar som är anordnadestaplade på varandra på var och en av de åtminstone två vingaxlarna 4. Skopvingar kan alltsåstaplas på vingaxlarna 4 för att skapa en högre sammansatt skopvinge 11 för ett störrevindkraftverk.

Det vertikala vindkraftverket kan innefatta en installationsgondol 18 anordnad på var och enav de åtminstone två vingaxlarna 4, varvid installationsgondolen 18 innefattar en fläkt 19 ochett kanalsystem 20 anordnat att blåsa luft till kanaler anordnade i skopvingen 11.Skopvingarna kan alltså få luft tillförd sina kanaler från installationsgondolen 18.

Det vertikala vindkraftverket kan innefatta åtminstone ett stödhjul 12 per nedre vingeker 5,monterade på respektive nedre vingeker 5 och anordnade för att rulla mot ett underlag underdet vertikala vindkraftverket för att fördela lasten mot underlaget. Med stödhjul som hjälpertill att fördela lasten mot underlaget blir inte lasten lika stor på vindkraftverkets bärandekomponenter så som axeltornet och vingekrarna. Större vindkraftverk kan då byggas.

Vind Ving Kraftkarusell, VVK, kan alltså ha ett axeltorn 3 som centrum för en hög karusellburmed stor omkrets och ett antal jämnt fördelade höga och vertikala vingaxlar 4 längs periferinsom tillsammans med nedre och övre vingekrar 5, 6 mot axeltornet 3 bildar ensammanhängande och stark karusellbur.

Vind, ving kraftkarusell är en benämning som används istället för vertikalt vindkraftverk sominnefattar definitionen av vetikalt vindkraftverk men som också innefattar den dragande kraftsom uppstår på grund av det undertryck som bildas på framsidan, i rotationsriktningen, avskopvingen.

Vardera vingaxeln 4 bär åtminstone en vertikal skopvinge 11 eller, till exempel, flera stapladeskopvingar med samma totalta höjd som axeln.

Figur 5 visar sidovy av en exempelskopvinge 11. Figur 6 visar frontvy av en exempelskopvinge11. Figur 7 visar vy ovanifrån av en exempelskopvinge 11. Figur 8 visar snitt ovanifrån av enexempelskopvinge 11. Figur 9 visar snitt ovanifrån av en exempelinstallationsgondol 18.

I figur 8 kan man se monterade pyramidformade profiler på bakre vingbladets konkava sida.Dessa kan man ha här för att dels stärka konstruktionen av vingbladet dels för att skapaytterligare motstånd för vinden som blåser in mot den konkava sidan. Ett större motstånd görså att luften används effektivare för att snurra vindkraftverket.

Vind Ving Kraftkarusell, är en anordning att med hjälp av luft som medium, centrifugalkraftoch strömningstekniska lagar ingå som den kraftalstrande enheten i anläggning för produktionav CO2-fri elkraft eller maskinkraft.

Vind Ving Kraftkarusell med centralt axeltorn 3 har, till exempel, längs stor perifericirkel runtaxeltornet 3 ett antal höga, vertikala staplar av skopvingar med kilformad skopa med bredöppning mot centrum och med trång öppen spalt mot stor yta på respektive skopvingesframsida. Under skopvingarnas rotation längs periferin infångas luft genom skopans öppningoch pressas av centrifugalkraften med högt tryck mot den trånga spalten så att en flatluftstråle spolar skopvingens hela fria framsida (Coanda effekten) med hög hastighet, varvidstort undertryck skapas utefter hela ytan.

Kraften av undertrycket utmed skopvingarnas hela fria framsida multiplicerad med den långahävstångsradien mot centrum överförs tillsammans med de övriga skopvingarnas kraft tillaxeltornets 3 rotation som driver ansluten generator 1 eller maskin.

För oberoende start av VVK och för reglering av effekten vid svaga vindförhållanden kanvardera skopvinge 11 kompletteras med en varvtalsreglerad högtrycksfläkt 19 och ettkanalsystem som fördelar luft med högt tryck till vertikala luftknivar 21 i främreprofilvingsbladets framkant. Skapar undertryck och därmed extra och reglerbar dragkraft ävenför denna främre vingdel.

Vardera skopvinge 11 är, till exempel, upphängd med lager till vingaxeln 4 och har enskruvväxel för inställning av skopvingens vinkel i förhållande till periferiradien för reglering avvarvtal och effekt under skilda vindförhållanden och för nedvarvning vid extrem vind.

Avlastning av kraftkarusellens vikt och brytningar i axeltornet 3 kan ske med stödhjul 12monterade på varje vingaxels nedre vingeker 5. Stödhjulen 12 fördelar i det fallet lasten moten underliggande cirkulär stödbana, placerad på underliggande installationsbyggnad på cahalva längden av karusellburens radie, vilket möjliggör den vida cirkelperiferin med långhävstångsradie.

Vinden blåser stor del av året och som alla andra vertikala vindturbiner har den alltid rätt sidamot vinden och skopvingen/skopvingarnas konkava baksida med stor area ger i medvind storkraft som med den långa hävstångsradien förs över till axeltornet 3.

En Vind Ving Kraftkarusell, VVK, driver underliggande ansluten maskin, exempelvis generator1 via koppling 2 som är inbyggda i installationsbyggnad. Dessa enheter ingår inte i självauppfinningen.

Vind Ving Kraftkarusellen kan vara placerad ovanpå installationsbyggnad och det vertikalavindkraftverket består av ett centralt och roterande axeltorn 3 med ett antal vertikala ochhöga vingaxlar 4, jämt fördelade längs axeltornets cirkelperiferi med stor radie. De vertikalavingaxlarna 4 kan vara infästa med nedre vingeker 5 mot axeltornets nedre tornnav 7 och medövre vingeker 6 mot övre tornnav 8. Vingaxlarna i periferin kan stagas horisontellt ochsinsemellan av nedre periferibåge 9 och av övre periferibåge 10, så att en gles men starktsammanhållande karusellbur bildas med axeltornet 3 i centrum.

Vardera vingaxel 4 har funktion som bärare och upphängning av en eller flera skopvingar 11med stor bredd och som kan ha samma höjd som vingaxeln 4.

För stora vertikala vindkraftverk kan stöd behövas för konstruktionen. I sådana fall kantyngden av karusellburen med sina skopvingar och brytningar p.g.a. vindkrafter som vidrotation överförs till axeltornets infästning och lagring i nedre tornnavet 7, tas upp med ettantal stödhjul 12, monterade på respektive nedre vingeker 5. Stödhjulen 12 kan då belasta en cirkulär stödbana 13, centrerad runt axeltornet 3 och med ca halva radien av cirkelperiferin.Stödbanan vilar mot taket på underliggande (cylinderformad) installationsbyggnad förgenerator 1 med hjälputrustning.

Nedre vingekrarnas 5 horisontella del över installationsbyggnadens tak kan också stagassinsemellan med horisontella stöhjulsbågar 14 på samma radie som underliggande stödbanaoch ingår även i karusellburens sammanhållande konstruktion.

Vardera vertikal skopvinge 11 är upphängd i sin vingaxel 4, till exempel med lagringar 26 ochbestår av ett bakre vingblad 15, konkavt och bakåtböjt med stor bredd samt av ett främreprofilvingsblad 16 med, till exempel ca tredjedels bredd av det bakre vingbladet 15. Bakre ochfrämre vingbladen har gemensam bred öppning mot axeltornet 3 i centrum och främreprofilvingsbladet 16 böjer av och ansluter mot bakre vingbladets konvexa framsida så att entrång vertikal spalt bildas. Profilvingsbladets spets mot spalten avslutas med en spaltlinjal 17,som kan vara justerbar för inställning av spaltöppning mot bakre vingbladet 15.

Skopvingen 11 kan staplas i flera höjdsektioner för att fånga den inneslutna luftvolymen, därvarje höjdsektion bildar en skopvinge 11 som med böjd kilform smalnar av mot den trångavertikala spalten.

Att skopvingarna går att stapla i höjdsektioner möjliggör rationell tillverkning av mindreskrymmande enheter med enklare transport till anläggningsplatsen, där höjdsektionernamonteras samman till en stapel av skopvingar.

Vind Ving Kraftkarusellens rotation drivs, då respektive skopvinge 11 är i medvindsläge, avvindtrycket mot bakre vingbladets konkava baksida, men huvudsakligen drivs hela Vind VingKraftkarusellen av den egna dragkraften varvet runt p.g.a. undertrycket på bakre vingbladetsfria och konvexa framsida. Under rotationen pressas den kilformade luftvolymen avcentrifugalkraften med högt tryck mot den trånga spalten så att en flat luftstråle spolar bakrevingbladets fria konvexa framsida (Coanda effekten) med hög hastighet, varvid undertryckskapas längs hela framsidan.

Kraften av undertrycket utmed bakre vingbladets hela fria konvexa framsida, multipliceradmed den långa hävstångsradien mot centrum, överförs till axeltornets rotation som driveransluten generator 1 eller maskin.

Vind Ving Kraftkarusellens totala effekt bestäms av flera faktorer såsom antal axlar att fästaskopvingar på, antal skopvingar, exempelvis 3, 4, 5 eller 6, höjd och bredd för respektiveskopvinge 11, cirkelperiferins radie och skopvingarnas periferihastighet.

A. lnstallationsgondol under skopvinge/skopvingar Vind Ving Kraftkarusell kan förses med ett antal kompletteringar anpassade till driftkrav ochskilda anläggningsplatsers miljöförhållanden. Erforderlig utrustning för detta ändamål installeras då i en installationsgondol 18, sammanbyggt med understa höjdsektionen irespektive stapel av skopvingar 11.

B. Extra drivkraft för främre profilvingsblad vid vindstilla För oberoende start av Vind Ving Kraftkarusell och för reglering av effekten vid svagavindförhållanden kan respektive skopvinge 11 kompletteras med en varvtalsregleradhögtrycksfläkt 19 och ett kanalsystem 20 som fördelar luft med högt tryck till vertikalaluftknivar 21 i främre profilvingsbladets 16 rundade framsida. Luftkniven strömmar luft medhög hastighet över främre profilvingsbladets hela konvexa yta och skapar undertryck ochdärmed extra och reglerbar dragkraft även för denna vingdel. Högtrycksfläkten 19varvtalsregleras med fjärrstyrning från kontrollrum och placeras i ljuddämpat fläktrum 22 iinstallationsgondol 18 och hämtar uteluft underifrån via ljuddämpad uteluftskanal 23.

C. Skydd för skopvingens breda inloppsöppning För att, under vissa driftförhållanden, förhindra att fåglar, insekter eller snö sugs in iskopvingens breda inloppsöppning kan det främre profilvingsbladets rundade framkant ocksåkompletteras med en luftkniv 24 men med luftriktning mot axeltornet 3 för att bilda en luftridåparallellt med den breda inloppsöppningen till skopvingens kilformade luftvolym. Luftkniven24 drivs då via ett kanalsystem i profilvingsbladet och en mindre fläkt 25 som också placeras ifläktrum 22 och med luft från uteluftskanal 23.

D. Värmning av skopvinge i vinterklimat För anläggningar i kallt och snöigt klimat kan skopvingens/skopvingarnas ytterytor hållasvarma genom att ett fläktaggregat med elektrisk värmare och ett kanalsystem fördelarcirkulerande varmluft i skopvingens sammanbundna och inneslutna volymer för att förhindrais och snöbeläggning. Fläktaggregatet placeras i dessa fall i installationsgondol 18.

E. Reglering av Vind Ving Kraftkarusellens effekt Vardera skopvinge 11 är till exempel upphängd med ledbar lagring 26 till vingaxeln 4 och haren skruvväxel 27 för inställning av skopvingens vinkel i förhållande till periferiradien förreglering av kraftkarusellens varvtal och effekt under skilda vindförhållanden och förnedvarvning vid extrem vind. Skruvväxeln placeras i installationsgondolen 18 och fjärrstyrsfrån kontrollrum.

F. Karusellburen Hela karusellburen med axeltorn 3, vingaxlar 4 och nedre och övre vingekrar 5, 6 kan utförassom ett invändigt helt öppet rörsystem. Inne i rören förläggs ledningar för elkraft ochreglerutrustning, fästade i kabelklämmor på rörens bortre insida från centrum. Detta gällerockså för nedre och övre periferibågar 9, 10 och stödhjulsbågar 14 i de fall dessa används. 11 Axeltornet 3 kan ha invändig stege till övre tornnav 8 för service av topplanterna mm.G. Värmning av karusellburen vid kallt klimat För anläggning i kallt klimat kan även här hela insidan av karusellburens rörsystem enligtbeskrivning i punkt F ovan, värmas av cirkulerande varmluft från fläktaggregat som i det falletplaceras i axeltornets nedre tornnav 7. Varmluften fördelas upp genom vingekrar ochvingaxlar 4 och tillbaka till fläktaggregatet via axeltornets övre tornnav 8 och axeltorn 3.

Utvändigt utförs karusellburen företrädesvis med släta ytor utan utstickande flänsar ochbultar för att minska risk för ansamling av is och snö.

H. Stödhjul med cirkulär stödbana Vind Ving Kraftkarusellens vikt och brytningar i axeltornet 3 kan avlastas med stödhjul 12monterade på respektive vingaxels nedre vingeker 5. Stödhjulen 12 fördelar då lasten bådenedåt och eventuell lyftkraft uppåt mot underliggande cirkulär rullbana, placerad påunderliggande installationsbygnad och på ca halva radien av karusellburens radie. Längs dencirkulära stödbanan 13 förläggs strömavtagare för karusellens egna elkraftbehov ochstödbana med stödhjul 12 och strömavtagare väderskyddas och ljudisoleras, samordnat medovanliggande stödhjulsbågar 14.

Referenser Generator Koppling generatorAxeltorn, roterandeVingaxel Nedre vingekerÖvre vingekerNedre tornnavÖvre tornnav SOFWNFDWPWNI-I Nedre periferibåge IJO . Övre periferibåge IJIJ .Skopvinge.Stödhjul.Cirkulär stödbana. Stödhjulsbåge.Bakre vingblad IJI\J IJUU IJ-ß IJU'l IJCD . Främre profilvingsblad IJ\| .Spaltlinjal, justerbar IJ00 . lnstallationsgondol IJLO . Högtrycksfläkt för främre profilvingsblad .21.22.23.24.25.26.27. 12 Ka nalsystem för för främre profilvingsbladLuftkniv för för främre profilvingsbladFläktrum, ljuddämpat Uteluftskanal, ljuddämpad Luftkniv för luftridå Fläkt för luftridå Lagring för skopvinge, ledbar Skruvväxel för ledbar skopvinge

Claims (6)

1. 1. Krav1. Skopvinge (11) för ett vertikalt vindkraftverk, varvid skopvingen (11) innefattar: - ett bakre vingblad (15) som har en konkav sida för att fånga upp vind, en konvex sida, en inre ände och en yttre ände, ochskopvingen (11) är kännetecknad av att den innefattar:- ett främre profilvingsblad (16) som har en konkav sida, en konvex sida, en inre ändeoch en yttre ände, varvid det främre profilvingsbladet (16) och det bakre vingbladet (15) är anordnade på ettavstånd från varandra så att det främre profilvingsbladets konkava sida vetter mot det bakrevingbladets konvexa sida så att det bildas en passage mellan det främre profilvingbladet ochdet bakre vingbladet (15) med en öppning mellan de inre ändarna, varvid det främreprofilvingsbladet (16) och det bakre vingbladet (15) är anordnade så att passagen smalnar avi en riktning från de inre ändarna mot de yttre ändarna, och varvid det främre profilvingsbladet(16) är kortare mellan den inre änden och den yttre änden än det bakre vingbladet (15).

2. Skopvingen (11) enligt krav 1, innefattande: - ett golv, - ett tak, varvid golvet är anordnat mellan en nedre kant hos det främre profilvingsbladet (16) ochen nedre kant hos det bakre vingbladet (15) och taket är anordnat mellan en övre kant hosdet främre profilvingsbladet (16) och en övre kant hos det bakre vingbladet (15) så attpassagen mellan det främre profilvingbladet och det bakre vingbladet (15) är inneslutenpå alla sidor och öppen i ändarna.

3. Skopvingen (11) enligt något av krav 1 eller 2, varvid det främre profilvingsbladet (16)innefattar en kanal (20) för luft med ett utlopp på det främre profilvingsbladets konvexasida med luftströmmen riktad mot det främre profilvingsbladets yttre ände.

4. Skopvingen (11) enligt något av krav 1-3, varvid det främre profilvingsbladet (16) innefattaren kanal (20) för luft med ett utlopp vid den inre änden av det främre profilvingsbladet (16)för att blåsa ut luft som förhindrar externa objekt från att sugas in mellan det bakrevingbladet (15) och det främre profilvingsbladet (16).

5. Skopvingen (11) enligt något av krav 1-4, varvid det främre profilvingsbladets yttre ändeinnefattar en spaltlinjal (17) som är justerbar för att ändra avståndet mellan den yttreänden och det bakre vingbladet (15).

6. Ett vertikalt vindkraftverk innefattande:- ett centralt axeltorn (3),- åtminstone två vingaxlar (4) anordnade på ett avstånd från det centrala axeltornet, - åtminstone en vingeker (5) för var och en av de åtminstone två vingaxlarna (4) somkopplar samman det centrala axeltornet (3) och respektive vingeker, - åtminstone en skopvinge (11) enligt något av kraven 1 till 5 anordnad på var och en avde åtminstone två vingaxlarna (4). Det vertikala vindkraftverket enligt krav 6, varvid den åtminstone en vingekern (6) innefattar: - en nedre vingeker (5) för var och en av de åtminstone två vingaxlarna (4) som kopplarsamman det centrala axeltornet (3) och en nedre del av respektive vingaxel, - en övre vingeker (6) för var och en av de åtminstone två vingaxlarna (4) som kopplarsamman det centrala axeltornet och en övre del av respektive vingaxel. Det vertikala vindkraftverket enligt krav 6 eller 7, varvid den inre änden av det bakrevingbladet (15), respektive det främre profilvingsbladet (16), är den del som är anordnadnärmast det centrala axeltornet och den yttre änden är anordnad på motsatt sida från deninre änden. Det vertikala vindkraftverket enligt något av krav 6-8, innefattande åtminstone tvåskopvingar som är anordnade staplade på varandra på var och en av de åtminstone tvåvingaxlarna (4). Det vertikala vindkraftverket enligt något av krav 6-9, innefattande en installationsgondol(18) (4),installationsgondolen innefattar en fläkt (19) och ett kanalsystem (20) anordnat att blåsa anordnad på var och en av de åtminstone två vingaxlarna varvid luft till kanaler anordnade i skopvingen (11).Det vertikala vindkraftverket enligt krav 7, innefattande åtminstone ett stödhjul (12) per nedre vingeker (5), monterade på respektive nedre vingeker (5) och anordnade för att rullamot ett underlag under det vertikala vindkraftverket för att fördela lasten mot underlaget