NL1041478B1 - Device for converting wind energy into at least mechanical energy. - 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 en een daaromheen opgestelde mantel met een windinlaatopening en een winduitlaatopening, waarbij een centrale aslijn van de mantel in hoofdzaak samenvalt met de rotatie-aslijn van de rotor, gekenmerkt door ten minste één aan de winduitlaatopening van de mantel aangebrachte klep, die instelbaar is tussen een eerste, vrijgavetoestand waarin de ten minste ene klep de winduitlaatopening in hoofdzaak vrijgeeft en een tweede, afsluittoestand waarin de ten minste ene klep althans een deel van de winduitlaatopening in hoofdzaak afsluit.The invention relates to a device for converting wind energy into at least mechanical energy, comprising a drivable rotor rotatable by wind around a axis of rotation and a casing arranged around it with a wind inlet opening and a wind outlet opening, wherein a central axis of the casing is substantially coincides with the axis of rotation of the rotor, characterized by at least one valve arranged on the wind outlet opening of the casing, which valve is adjustable between a first release state in which the at least one valve substantially releases the wind outlet opening and a second, shut-off state in which the at least one valve substantially closes at least a portion of the wind outlet opening.

Description

INRICHTING VOOR HET OMZETTEN VAN WINDENERGIE IN ALTHANS MECHANISCHE ENERGIEDEVICE FOR CONVERTING WIND ENERGY INTO ALTHANS MECHANICAL ENERGY

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 en een daaromheen opgestelde mantel met een windinlaatopening en een winduitlaatopening, waarbij een centrale aslijn van de mantel in hoofdzaak samenvalt met de rotatie-aslijn van de rotor.The invention relates to a device for converting wind energy into at least mechanical energy, comprising a drivable rotor rotatable by wind around a axis of rotation and a casing arranged around it with a wind inlet opening and a wind outlet opening, wherein a central axis of the casing is substantially coincides with the axis of rotation of the rotor.

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 en de centrale aslijn van de mantel in gebruik van de windturbine in hoofdzaak horizontaal zijn opgesteld.Such a device for converting wind energy into at least mechanical energy is known per se, and is also referred to as a wind turbine or windmill. In particular, the invention can relate to a relatively small wind turbine, also referred to as a micro turbine or urban wind turbine, which wind turbine can be arranged in a built environment and in particular possibly on a building. The invention can more particularly relate to a so-called horizontal wind turbine, wherein the axis of rotation of the rotor and the central axis of the jacket are arranged substantially horizontally in use of the wind turbine.

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 de efficiëntie van de op zichzelf bekende inrichting te verhogen.It is an object of the invention to improve the per se known device of the type mentioned in the preamble. In particular, it may be an object of the invention to increase the efficiency of the per se known device.

Dit doel wordt bereikt met een inrichting van de in de aanhef vermelde soort, die volgens de uitvinding wordt gekenmerkt door ten minste één aan de winduitlaatopening van de mantel aangebrachte klep, die instelbaar is tussen een eerste, vrijgavetoestand waarin de ten minste ene klep de winduitlaatopening in hoofdzaak vrijgeeft en een tweede, afsluittoestand waarin de ten minste ene klep althans een deel van de winduitlaatopening in hoofdzaak afsluit.This object is achieved with a device of the type mentioned in the preamble, which according to the invention is characterized by at least one valve arranged on the wind outlet opening of the casing, which valve is adjustable between a first release state in which the at least one valve has the wind outlet opening substantially releasing and a second, closed condition in which the at least one valve substantially closes at least a portion of the wind outlet opening.

In de vrijgavetoestand kan de wind in hoofdzaak ongehinderd de mantel verlaten via de winduitlaatopening. In de afsluittoestand wordt althans een deel, in het bijzonder de omtrekszone van de winduitlaatopening, afgesloten, waardoor althans in hoofdzaak wordt voorkomen, dat de wind in de mantel stroomt via de winduitlaatopening, dus in een opwaartse, tegenstroomse richting.In the release state, the wind can leave the jacket substantially unhindered through the wind outlet opening. In the closed state, at least a part, in particular the peripheral zone of the wind outlet opening, is closed off, whereby at least substantially the wind is prevented from flowing into the jacket via the wind outlet opening, i.e. in an upward, counter-current direction.

Bij variërende windsnelheden en/of bij een verandering van de windrichting kan het voorkomen, dat er kortstondig een zeer lage druk aan de uitlaatopening ten opzichte van een luchtdruk rondom de turbine en/of aan de inlaatopening ontstaat, wat een tegenstroom van wind kan veroorzaken en waardoor wind via de winduitlaatopening in de mantel kan stromen. Dit heeft een nadelig effect op de efficiëntie van de turbine, omdat hierdoor de rotor vanaf een verkeerde zijde kan worden aangestroomd, welke daardoor stil kan komen te staan. Om dit te voorkomen is het voordelig wanneer de inrichting volgens de uitvinding van kleppen is voorzien, die de winduitlaatopening althans gedeeltelijk tijdelijk in hoofdzaak kunnen afsluiten.With varying wind speeds and / or with a change in the wind direction, it is possible that a very low pressure is created briefly at the outlet opening relative to an air pressure around the turbine and / or at the inlet opening, which can cause a counterflow of wind and through which wind can flow into the jacket via the wind outlet opening. This has an adverse effect on the efficiency of the turbine, because it allows the rotor to be flown in from a wrong side, which can thereby come to a standstill. To prevent this, it is advantageous if the device according to the invention is provided with valves which can at least partially temporarily close off the wind outlet opening.

Opgemerkt wordt, dat de mantel elke geschikte dwarsdoorsnedevorm kan omvatten.It is noted that the sheath may comprise any suitable cross-sectional shape.

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. De windinlaatopening en/of de 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.The casing herein preferably has a circular cross-sectional shape, at least in the region of the rotor, so that the part of the casing where the rotor is arranged is substantially cylindrical. The wind inlet opening and / or the wind outlet opening of the jacket can also have a substantially circular cross-sectional shape. In that case, the jacket preferably has a circular cross-sectional shape at any location of its length. Alternatively, the wind inlet opening and / or the wind outlet opening may have any other suitable cross-sectional shape, such as, for example, oval. In the case of such a non-circular cross-sectional shape of the wind inlet opening and / or the wind outlet opening, the jacket preferably gradually changes over to the circular cross-sectional shape in the area of the rotor.

Het is in het bijzonder voordelig wanneer de ten minste ene klep zich automatisch opent wanneer de lucht in stroomafwaartse richting via de winduitlaatopening uit de mantel stroomt, en zich automatisch sluit wanneer de lucht in een tegengestelde, stroomopwaartse richting via de winduitlaatopening in de mantel dreigt te stromen. Hiertoe kan de ten minste ene klep een keerklep zijn, zodanig, dat de ten minste ene klep zich door de windkracht automatisch instelt van zijn afsluittoestand naar zijn vrijgavetoestand wanneer de wind vanaf de windinlaatopening naar de winduitlaatopening stroomt en zich automatisch instelt van zijn vrijgavetoestand naar zijn afsluittoestand wanneer de wind door de winduitlaatopening in de mantel dreigt te stromen.It is particularly advantageous if the at least one valve opens automatically when the air flows downstream from the jacket via the wind outlet opening, and closes automatically when the air threatens to flow into the jacket in an opposite, upstream direction via the wind outlet opening. flow. To this end, the at least one valve may be a check valve such that the at least one valve automatically adjusts from its shut-off state to its release state due to the wind force when the wind flows from the wind inlet opening to the wind outlet opening and automatically adjusts from its release state to its release state. shut-off state when the wind threatens to flow through the wind outlet opening in the jacket.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is de ten minste ene klep van een flexibel materiaal vervaardigd.In an embodiment of the device according to the invention, the at least one valve is made of a flexible material.

Een dergelijke klep van een flexibel materiaal kan automatisch worden opengeblazen naar zijn vrijgavetoestand wanneer de wind in stroomafwaartse richting stroomt en kan automatisch worden dichtgeblazen naar zijn afsluittoestand wanneer de wind in stroomopwaartse richting stroomt.Such a flexible material valve can be automatically blown open to its release state when the wind flows downstream and can be automatically blown shut to its shut-off state when the wind flows upstream.

Bijvoorbeeld kan het flexibele materiaal een doek zijn.For example, the flexible material can be a cloth.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding strekt de ten minste ene klep zich over ten minste een deel van de omtrek van de uitlaatopening uit en is met één omtrekseindzone daarvan met de mantel verbonden, waarbij de andere omtrekseindzone vrij hangt.In another embodiment of the device according to the invention, the at least one valve extends over at least a part of the circumference of the outlet opening and is connected to the casing with one circumferential end zone thereof, the other circumferential end zone hanging freely.

De vrij hangende omtrekseindzone kan hierbij eenvoudig worden verplaatst tussen de vrijgavetoestand en de afsluittoestand van de klep.The free-hanging circumferential end zone can hereby be easily moved between the release state and the shut-off state of the valve.

Alternatief kan de klep stijf zijn uitgevoerd. In dat geval is het voordelig wanneer de ten minste ene klep zich over ten minste een deel van de omtrek van de uitlaatopening uitstrekt en met één omtrekseindzone daarvan zwenkbaar met de mantel is verbonden, zodanig, dat de ten minste ene klep zwenkbaar is tussen zijn vrijgavetoestand en zijn afsluittoestand.Alternatively, the valve can be rigid. In that case it is advantageous if the at least one valve extends over at least a part of the circumference of the outlet opening and is pivotally connected to the casing with one circumferential end zone thereof, such that the at least one valve is pivotable between its release state and its shutdown state.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting ten minste één nabij de uitlaatopening concentrisch met de centrale aslijn opgesteld ringvormig element met een kleinere dwarsdwarsdoorsnede-afmeting dan de winduitlaatopening.In another embodiment of the device according to the invention, the device comprises at least one annular element arranged concentrically with the central axis near the outlet opening and having a smaller cross-sectional dimension than the wind outlet opening.

De zich over de uitlaatopening uitstrekkende klep kan in zijn afsluittoestand rusten tegen het ten minste ene ringvormige element, en zo de ruimte tussen de uitlaatopening en het ringvormige element afsluiten, waardoor althans de omtrekszone van de uitlaatopening in de afsluittoestand is afgesloten.The valve extending over the outlet opening can rest in its closing position against the at least one annular element, and thus close off the space between the outlet opening and the annular element, whereby at least the circumferential zone of the outlet opening is closed in the closed condition.

Opgemerkt wordt, dat het in hoofdzaak ringvormige element elke geschikte dwarsdoorsnedevorm kan bezitten, zoals cirkelvormig, maar ook niet-cirkelvormig, bijvoorbeeld ovaal. In het bijzonder kan het in hoofdzaak ringvormige element een op de lokale dwarsdoorsnedevorm van de mantel aangepaste vorm bezitten. Met de lokale dwarsdoorsnedevorm wordt hier bedoeld de dwarsdoorsnedevorm van het zich in radiale richting op gelijke positie bevindende deel van de mantel.It is noted that the substantially annular element can have any suitable cross-sectional shape, such as circular, but also non-circular, for example oval. In particular, the substantially annular element can have a shape adapted to the local cross-sectional shape of the casing. The local cross-sectional shape is here understood to mean the cross-sectional shape of the part of the casing located in the radial direction at the same position.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is het ten minste ene ringvormige element van een genoemde klep voorzien, waarbij de klep zich over ten minste een deel van de omtrek van het ten minste ene ringvormige element uitstrekt en met één omtrekseindzone daarvan, eventueel zwenkbaar, met het ten minste ene ringvormige element is verbonden.In another embodiment of the device according to the invention, the at least one annular element is provided with a said valve, the valve extending over at least a part of the circumference of the at least one annular element and with one circumferential end zone thereof, optionally is pivotably connected to the at least one annular element.

De genoemde klep kan een door het ten minste ene ringvormige element omsloten oppervlak van de uitlaatopening van de mantel althans gedeeltelijk afsluiten in zijn afsluittoestand.Said valve can at least partially close a surface of the outlet opening of the casing enclosed by the at least one annular element in its closing condition.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting ten minste één nabij de uitlaatopening concentrisch met de centrale aslijn opgesteld volgend ringvormig element met een kleinere dwarsdoorsnede-afmeting dan het ten minste ene ringvormige element, welk ten minste ene volgende ringvormige element eventueel van een genoemde klep is voorzien, waarbij de eventuele klep zich over ten minste een deel van de omtrek van het ten minste ene volgende ringvormige element uitstrekt en met één omtrekseindzone daarvan, eventueel zwenkbaar, met het ten minste ene volgende ringvormige element is verbonden.In another embodiment of the device according to the invention, the device comprises at least one following annular element arranged concentrically with the central axis near the outlet opening with a smaller cross-sectional dimension than the at least one annular element, which at least one following annular element is optionally is provided with a said valve, wherein the optional valve extends over at least a part of the circumference of the at least one following annular element and is connected to one at least one following annular element with one circumferential end zone thereof, possibly pivotable.

De met het ten minste ene ringvormige element verbonden klep kan in zijn afsluittoestand rusten tegen het ten minste ene volgende ringvormige element, en zo de ruimte tussen het ten minste ene ringvormige element en het ten minste ene volgende ringvormige element in de afsluittoestand van de klep afsluiten.The valve connected to the at least one annular element can rest in its closing condition against the at least one following annular element, and thus close off the space between the at least one annular element and the at least one following annular element in the closing condition of the valve .

Wanneer ook het ten minste ene volgende ringvormig element van een klep is voorzien, kan die klep een door dat volgende ringvormige element omsloten oppervlak van de uitlaatopening van de mantel althans gedeeltelijk afsluiten in zijn afsluittoestand.If the at least one following annular element is also provided with a valve, said valve can at least partially close off a surface of the outlet opening of the casing enclosed by said next annular element in its closed condition.

Wanneer meerdere volgende ringvormige elementen zijn voorzien, dan hebben ze elk een andere dwarsdoorsnede-afmeting, en in het bijzonder een kleinere dwarsdoorsnede-afmeting dan het ten minste ene volgende ringvormige element.If a plurality of subsequent annular elements are provided, they each have a different cross-sectional dimension, and in particular a smaller cross-sectional dimension, than the at least one following annular element.

Deze met het ten minste ene volgende ringvormige element verbonden klep kan in het geval van meerdere volgende ringvormige elementen rusten tegen een ander volgend ringvormig element.This valve, which is connected to the at least one following annular element, can rest against another following annular element in the case of a plurality of subsequent annular elements.

Eventueel kunnen alle volgende ringvormige elementen van een klep zijn voorzien, zodat nagenoeg de volledige uitlaatopening door de kleppen kan worden afgesloten. Echter kan ook een centraal deel van de uitlaatopening niet door een klep afsluitbaar zijn, omdat in het centrale deel van de uitlaatopening het risico van een tegenstroomse windstroom die via de uitlaatopening in de mantel dreigt te stromen relatief klein is.Optionally, all subsequent annular elements can be provided with a valve, so that virtually the entire outlet opening can be closed by the valves. However, also a central part of the outlet opening cannot be closed by a valve, because in the central part of the outlet opening the risk of a countercurrent wind flow that threatens to flow into the jacket via the outlet opening is relatively small.

De ringvormige elementen kunnen in stroomafwaartse richting gezien opeenvolgend van elkaar zijn opgesteld, waarbij de ringvormigelementen in een volgorde van afnemende dwarsdoorsnede-afmeting zijn opgesteld.The annular elements, viewed downstream, can be arranged in succession from each other, the annular elements being arranged in an order of decreasing cross-sectional size.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat het of elk ringvormige element een omtreksoppervlak, dat zich in stroomafwaartse richting verwijdt.In yet another embodiment of the device according to the invention, the or each annular element comprises a circumferential surface which widens downstream.

Een voordeel van het zich in stroomafwaartse richting verwijdende omtreksoppervlak van het in hoofdzaak ringvormige element, ofwel de dwarsdoorsnede-afmeting van het in hoofdzaak ringvormige element neemt in stroomafwaartse richting toe, is dat de lucht enigszins naar buiten wordt geleid. Hierdoor ontstaat er nabij de winduitlaatopening, in het bijzonder in een centraal deel daarvan, een onderdruk ten opzichte van de windinlaatopening, waardoor de snelheid van de luchtstroom in de mantel kan toenemen en de efficiëntie van de inrichting kan worden verhoogd.An advantage of the circumferential surface of the substantially annular element widening in the downstream direction, or the cross-sectional dimension of the substantially annular element increases in the downstream direction, is that the air is led out slightly. As a result, a vacuum is created near the wind outlet opening, in particular in a central part thereof, relative to the wind inlet opening, as a result of which the velocity of the air flow in the jacket can increase and the efficiency of the device can be increased.

Het zich verwijdende ringvormige element kan zich op elke geschikte wijze verwijden. In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding strekt het omtreksoppervlak zich in stroomafwaartse richting schuin buitenwaarts uit onder een hoek met de centrale aslijn. Op deze wijze verwijdt het in hoofdzaak ringvormige element zich op een in hoofdzaak tapse wijze.The widening annular element can widen in any suitable manner. In an embodiment of the device according to the invention, the circumferential surface extends obliquely outward in a downstream direction at an angle with the central axis. In this way the substantially annular element widens in a substantially tapered manner.

De genoemde hoek kan bijvoorbeeld groter zijn dan 0° en kleiner zijn dan 60°.Said angle can for instance be greater than 0 ° and smaller than 60 °.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting begrenzingsmiddelen voor het begrenzen van een verplaatsing van de klep in zijn afsluittoestand, zodanig, dat de klep zich vanuit zijn afsluittoestand niet in stroomopwaartse richting naar de windinlaatopening kan verplaatsen.In yet another embodiment of the device according to the invention, the device comprises limiting means for limiting a displacement of the valve in its closing position, such that the valve cannot move from its closing position in the upstream direction to the wind inlet opening.

Hierdoor wordt efficiënt voorkomen, dat de klep vanuit zijn afsluittoestand open wordt geblazen in stroomopwaartse richting.This efficiently prevents the valve from being blown open from its closing position in the upstream direction.

Praktisch kunnen de begrenzingsmiddelen ten minste één zich in hoofdzaak radiale richting uitstrekkend langwerpig begrenzingselement omvatten.The limiting means can practically comprise at least one elongated limiting element extending substantially radially.

Het ten minste ene begrenzingselement kan bijvoorbeeld een staaf of gespannen draad omvatten.The at least one boundary element can for instance comprise a rod or tensioned wire.

Het ten minste ene begrenzingselement kan zich bijvoorbeeld tussen de uitlaatopening van de mantel en het ten minste ene ringvormige element, en/of, wanneer van toepassing, tussen naburige ringvormige elementen, uitstrekken.The at least one boundary element can, for example, extend between the outlet opening of the jacket and the at least one annular element, and / or, if applicable, between adjacent annular elements.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van in een tekening weergegeven figuren, waarin - de figuren IA - 1D 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 3 A 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.The invention will be further elucidated with reference to figures shown in a drawing, in which - figures IA - 1D schematically show the wind turbine according to a first embodiment of the invention, wherein figure IA is a perspective view from a wind inlet side, figure 1B is a side view Figure 1C is a perspective view from a wind outlet side, and Figure 1C is a longitudinal vertical cross-section; figure 2 schematically shows a perspective view of rotor and guide blades arranged in a jacket of the wind turbine of figure 1; - figures 3A and 3B schematically show the valves at the wind outlet opening in detail, wherein figure 3A shows the valves in a release state and figure 3B shows the valves in a closed state; - figures 4A - 4C schematically show a nanostructure that can be arranged on a number of surfaces of the winter turbine, figure 4A showing a top view of the nanostructure, figure 4B showing a detail of figure 4A, and figure 4C a cross section through the nanostructure shows; figures 5A - 5C schematically show a rotor of the wind turbine of figure 1, wherein figure 5A is a front perspective view, figure 5B is a front view, figure 5C is a longitudinal section of the rotor of figure 5B; Figure 5D shows a pressure side of a rotor blade, and Figure 5E shows a rear view of the rotor blade; and - figures 6A and 6B schematically show the wind turbine according to a second embodiment of the invention, wherein figure 6A is a perspective view from a wind inlet side and figure 6B is a front view.

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.The various aspects of the invention will be explained with reference to the figures. The same elements will be indicated with the same reference numerals. The various aspects of the invention can be applied on their own or in any combination.

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.Figures 1A-ID show a wind turbine 1 according to a first embodiment of the invention. The wind turbine 1 comprises a jacket 2 with a central axis 3. A shell 4 is arranged in the jacket 2, the central axis 3 of the jacket 2 substantially coinciding with a rotary axis of the rotor 4. The jacket 2 has a wind inlet opening 5 and a wind outlet opening 6. The wind inlet opening 5 and wind outlet opening 6 are circular in this first embodiment.

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.According to an aspect of the invention, the casing 2 is provided near its wind inlet opening 5 on its outside with a number of, in this example three, radially outwardly extending wind receiving elements 7. Each wind receiving element 7 is provided with a channel 8 extending towards the inside of the casing 2. The three wind collecting elements 7 are arranged distributed over the outer surface of the casing 2 with an equal mutual angular distance. Each channel 8 extends over its central axis helix-shaped over substantially its full length through the casing 2 around the central axis, and opens with an outlet opening 9 on the inner surface of the casing 2. The wind receiving elements 7 catch on the outside of the casing 2 flowing wind and supply this wind helically to the inner surface of the jacket 2 via the outlet openings 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.According to another aspect of the invention, see also figure 2, the wind turbine 2 comprises a number of, in this example six, stator blades 10 arranged upstream of the rotor 4 in the casing 2 and extending radially outward from the central axis 3. The stator blades 10 have a main surface extending radially from the central axis line 3, which surface is arranged at an oblique angle with respect to the central axis line 3. Due to the oblique angle of the main surface of the stator blades 10, the wind flow flowing into the casing 2 is guided in an oblique direction relative to the central axis 3, so that the wind flow is guided around the central axis 3 in a substantially helical movement. Each stator blade 10, in particular the main surface thereof, is provided with a number of, in this example three, upright ribs 11. The upright ribs 11 extend from the pressure side of each stator blade 10, from an upstream wind inlet side of the blade 10 to a downstream wind outlet side of the stator blade 10. The ribs 11 extend obliquely outwardly over the wind-guiding surface viewed in the radial direction so that on the wind exit side each rib 11 is at a greater radial distance from the central axis than on the wind entrance side. The ribs support changing the flow direction of the air flow to said helical movement about the central axis line 3. The desired angle of the helical movement of the wind about the central axis line 3 is preferably adjustable. To this end, the stator blades 10 are connected to a connecting shaft 12 extending radially from the central axis line 3, which connecting shafts 12 are each connected to the casing 2 at their radially outer end. The stator blade 10 is pivotable about or with the connecting axis 12 for adjusting the oblique angle of the stator blade 10 relative to the central axis 3. Each stator blade 10 is provided with a number of openings 13, in this example three. On the wind outlet side, each stator blade 10 is provided with a substantially sinusoidal end edge 14, the second derivative of which changes its mark several times.

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.According to another aspect of the invention, see Figure 1D, the inside of the casing 2 from the wind inlet opening 5 up to, for example, the location where the connecting shaft 12 is arranged, has the shape of a Venturi narrowing in the direction of flow. In a part of the casing 2 where the rotor 4 is arranged, the inside of the casing 2 is substantially cylindrical. In particular, the combination of the Venturi shape from the inside of the casing 2 and the stator blades 10 ensures that the wind flows upstream of the stator blades 10 helically with a radially outward component, so that the diameter of the wind flow supplied to the wind turbine 2 is upstream of the wind inlet opening 5 increases in upstream direction, see also figure 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.According to another aspect of the invention, see figure 1D and figure 2, the wind turbine 2 comprises a number, in this example six, in the casing 2 downstream of the rotor 4 and rear stator blades 20 arranged substantially adjoining it for a substantially downstream of the wind from the rotor 4. the rear stator blades 20 extend radially outward from the central axis 3. Each rear stator blade 20 is provided with a number of, in this example three, raised ribs 21. The upright ribs 21 extend from the pressure side of each rear stator blade 20, from an upstream wind inlet side of the blade 20 to a downstream wind outlet side of the rear stator blade 20. The ribs 21 extend viewed in a radial direction with a certain curvature obliquely outward out of the wind-guiding surface, so that on the wind exit side each rib 21 is at a greater radial distance from the central axis 3 than on the wind entrance side. The ribs 21 substantially convert any helical air flow from the rotor 4 into a radially outwardly expanding air flow flowing substantially parallel to the central axis 3. The angle of the rear stator blades 20 with the central axis is preferably adjustable. To this end, the rear stator blades 20 are connected to a connecting shaft 22 extending radially from the central axis line 3, which connecting shafts 22 are each connected to the casing 2 at their radially outer end. The rear stator blade 20 is pivotable about or with the connecting shaft 22 to adjust the angle of the rear stator blade 20 relative to the central axis 3. On the wind outlet side, each rear stator blade 20 is provided with a substantially sinusoidal end edge 24, the second derivative of which is repeatedly changes character. Each rear stator blade 20 has essentially two blade members 25, 26 disposed at an angle a4 with respect to each other, the blade member 25 substantially connecting to the rotor 4 and the blade member 26 disposed downstream of the blade member 25. The blade part 25 can, depending on the adjusted angle of the rear stator blade 20, extend substantially at an angle with the central axis line 3 and the blade part 26 can extend substantially parallel to the central axis line 3. The angle already between the blade parts 25, 26 in this example is around 130 °. The blade part 26 has an increasing height, so that the wind is guided substantially radially outward and thereby expands. The increasing height of the leaf part 26 is possibly adapted to the shape of the inside of that part of the casing 2, where the leaf part 26 is arranged, as will be explained in more detail below.

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 Venturi vormig. 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 3is in dit voorbeeld ongeveer 60°.According to another aspect of the invention, see figure 1D, a part of the casing 2 extending from the rotor 4 to the wind outlet opening 6 widens in the flow direction, in particular in the form of a Venturi. In particular, the casing 2 widens in its Venturi shape both on its inside and on its outside. As a result of the Venturi shape of the outside of the casing 2, the air flow flowing on the outside of the casing 2 is led slightly radially outwards, whereby an underpressure is created in the area of the outlet opening 6. An outlet angle a1 of the wind outlet opening 6 with the central axis 3 is approximately 60 ° in this example.

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°.As explained above with reference to the rear stator blades 20, and as can be seen in figure 1D and figure 2, the height of the blade part 26 can herein be adapted to the Venturi-shaped flared inner side of the casing 2. A tangent of an upper edge 27 of each rear stator blade 20, and in particular the blade portion 26 thereof, can make an angle α 2 with the central axis 3 adapted to the Venturi-shaped flared inner side of the casing 2, and thereby increases in this example along its length in the upstream direction from about 20 ° to about 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 van richting veranderd. Hierdoor wordt een onderdruk gecreëerd in het gebied van de uitlaatopening 6.According to another aspect of the invention, the casing 2 has such a thickness and / or shape that the flow distance of the wind through the casing 2 is smaller than the flow distance around the outside of the casing 2 and that the flow direction around the outside of the casing 2 has changed direction at the height of the wind outlet opening 6. This creates an underpressure in the area of the outlet opening 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.According to another aspect of the invention, the diameter of the wind outlet opening 6 of the casing is larger than an outer diameter of the wind inlet opening 5 of the casing 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 veranderd de stromingsrichting om de buitenzijde van mantel 2. Hierdoor wordt een onderdruk gecreëerd in het gebied van de uitlaatopening 6.According to another aspect of the invention, the outer circumference of the jacket 2 is provided with a helical upstanding rib 30. This extends the flow distance of the wind on the outside of the jacket 2 relative to the flow distance of the wind through the inside of the jacket 2 and this changes the flow direction around the outside of jacket 2. This creates an underpressure in the area of the outlet opening 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.According to another aspect of the invention, see also Figures 3A, 3B, the wind turbine 1 in the area of the wind outlet opening 6 of the casing 2 is provided with a number of, in this case two, ring-shaped elements 40 arranged concentrically with the outlet opening 6 . The annular elements 40 each have a different diameter, both of which are smaller than the diameter of the outlet opening 6. The annular elements 40 each comprise a cylindrical circumferential surface which extends obliquely outwardly in downstream direction at an angle with the central axis 3. annular elements 40 are therefore substantially conically flared annular elements. Due to the tapered shape of the annular elements 40, the wind flowing out of the outlet opening 6 is guided radially outwards. Attached to the jacket 2 is a flexible valve 41 extending over the circumference of the outlet opening 6, which valve is connected to the jacket 2 with one end zone. Arranged on the outer annular element 40 is a flexible valve 41 which extends over its circumference and is connected to the annular element 40 with one end zone. In figure 3A the valves 41 are shown in their release state, in which they essentially release the outlet opening 6. The wind flowing from the wind outlet opening 6 automatically displaces the valves in this release state. When the wind turns and threatens to flow into the jacket 2 via the outlet opening 6, the wind automatically pushes the valves 41 to their closed position, as shown in Fig. 3B. In the closed condition, the valve 41 connected to the casing 2 rests with its free end zone against the outer annular element 40, and the valve connected to the outer annular element 40 rests against the inner annular element 40, so that the valves 41 are at least the peripheral zone of the wind outlet opening 6 substantially shut off. In particular, the valve 41 connected to the outlet opening 6 substantially closes the space between the outlet opening 6 and the outer annular element 40. In particular, the valve 41 connected to the outer annular element 40 substantially closes off the space between the outer annular element 40 and the inner annular element 40. Limit elements in the form of bars 42 extend between the peripheral end zone of the outlet opening 6 of the casing 2 and the outer annular element 40, and between the outer annular element 40 and the inner annular element 40. These rods 42 prevent the flexible valves 41 from blowing through the wind threatening to flow into the outlet opening 6 from the valves 41 from their closed position. In this example, the inner annular element 40 is not provided with a valve, so that a central part of the outlet opening 6 cannot be closed. If desired, this inner annular element 40 can also be provided with a valve, so that the central part of the outlet opening 6 can be closed and the outlet opening 6 can be closed almost completely.

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.The wind turbine 1 according to the invention can in particular be a relatively small wind turbine, which is also referred to as a micro turbine or urban wind turbine, which wind turbine can be arranged in a built environment and in particular optionally on a building. To this end, the wind turbine 2 can comprise a leg 50, with the aid of which the wind turbine can be arranged. As is apparent from the figures, the wind turbine 1 is in particular a so-called horizontal wind turbine, wherein the axis of rotation of the rotor and the central axis of the jacket 2 of the casing 2 are arranged substantially horizontally in use of the wind turbine 1. that an inner surface of the casing and / or rotor blades of the rotor is / are provided with a structure, which structure has a pattern of recesses for receiving substantially still air.

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 pm 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.Figures 4A - 4C show a nanostructure 60, which can for instance be arranged on the inner surface of the casing 2 and / or on the stator blades 10 and / or on the rear stator blades 20. The nanostructure 60 has a pattern of recesses 61 for receiving substantially still air. The dimensions of the recesses 61 are in the order of magnitude of a few µm to a few mm. The dimensions in this example are substantially oval, but can have any desired shape. The length 62 of each recess in this example is approximately 4.2 mm. The width 63 of each recess in this example is approximately 2.3 mm. The depth 64 of each recess in this example is approximately 0.7 mm. The peripheral wall of each recess 61 in this example extends at an angle α 3 with the inner surface of the casing and / or the surface of the stator blade 10 and / or rear stator blade 20, the angle α 8 in this example being approximately 95 °. In this example, the circumferential wall of each recess 61 is connected to the bottom of each recess at a rounded corner 65, the rounded corner 65 in this example having a radius of approximately 0.6 mm. In this example, the recesses 61 are arranged next to each other in a number of substantially straight lines 69, the straight line extending at an angle a4 relative to the central axis 3, the angle a4 being approximately 41 ° in this example. In this example, a center-to-center distance 66 between two recesses 61 arranged side by side in a line is approximately 3.8 mm. In this example the recesses 61 of two lines 69 of recesses 61 arranged next to each other are staggered relative to each other, the stagger 67 being approximately 1.1 mm in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the casing 2 in this example. A center-to-center distance 68 between two adjacent recesses 61 of neighboring lines 69 is approximately 5.2 mm in this example.

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°.Figures 5A - 5E show a rotor according to an aspect of the invention. The rotor comprises a number of, in this example six, rotor blades 70 which are connected with a peripheral edge to a rotor body 71 of a generator, see also figure 1D. A wind current flowing into the casing 2 rotates the rotor 4, so that the rotor body 71 rotates with it. A stator body 77 of the generator arranged in the jacket 2 is arranged around the rotor body 71, see figure 1D. As can be seen in Figure 5C, the rotor blades 70 are arranged at an angle α5 with the axis of rotation 3, which angle α5 in this example is approximately 53 °. As can be seen, inter alia, in figures 5A, 5B and 5D, the rotor blades have wind-entry side with a front end edge 72 and a wind-exit side with an end edge 73. The end edge 73 is substantially sinusoidal over a curved main line 74. An angle α 6 of the main line 74 near an inner end of the end edge 73, which is arranged near the axis of rotation coinciding with the central axis 3, relative to a straight line 75 between the inner end and the outer end of the end edge 73, which is near the rotor body 71 is approximately 38 ° in this example. An angle α7 of the main line 74 near the outer end of the end edge 73 with respect to the straight line 75 between the inner end and the outer end is approximately 17 ° in this example.

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 al 5 van ongeveer 5°.The front end edge 72 is substantially arcuate. An angle α8 of the front end edge 72 near an inner end of the front end edge 72, which is arranged near the axis of rotation coinciding with the central axis 3, with respect to a straight line 76 between the inner end and the outer end of the front end edge 72 , which is arranged near the rotor body 71, is approximately 28 ° in this example. An angle α 4 of the front end edge 72 near the outer end of the front end edge 72 with respect to the straight line 76 between the inner end and the outer end is approximately 48 ° in this example. As can be seen in, inter alia, Figures 5C and 5E, the rotor blades 70 are twisted in a direction between an inner end zone and the peripheral edge connected to the generator body 71, in this example through an angle α1 of about 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 figuurbeschrijving behorende bij de figuren 1 t/m 5.Figures 6A and 6B show a wind turbine 1 according to a second embodiment of the invention. Only the differences with the wind turbine from figures 1 to 5 will be explained here, for a further description of figures 6A and 6B reference is made to the figure description associated with figures 1 to 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.The wind turbine 1 according to the second embodiment of the invention differs from the wind turbine according to the first embodiment in that the inlet opening 5 and outlet opening 6 are substantially oval-shaped instead of circular. The casing 2 progresses gradually from its oval end zones or openings 5,6 to a round cross-sectional shape, so that the part of the casing 2 where the rotor 4 is arranged is substantially cylindrical, just like with the wind turbine according to the first embodiment.

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.It is noted that the invention is not limited to the embodiments shown, but also extends to variants within the scope of the appended claims.

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.The stated values for dimensions, angles, and the like are given by way of example only. The applicant has found that the values mentioned are particularly suitable, but the invention is therefore not limited thereto.

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.It will also be clear that the shape of the inlet opening and / or outlet opening is not limited to the circular shape or oval shape shown, but that they can have any suitable shape. The part where the rotor is arranged is preferably circular in cross-section, and therefore cylindrical, with a gradual transition to this cylindrical part taking place in the case of a non-circular inlet opening or non-circular outlet opening.

Claims (15)

1. Inrichting voor het omzetten van windenergie in althans mechanische energie, omvattende een door wind om een rotatie-aslijn roteerbaar aandrijfbare rotor en een daaromheen opgestelde mantel met een windinlaatopening en een winduitlaatopening, waarbij een centrale aslijn van de mantel in hoofdzaak samenvalt met de rotatie-aslijn van de rotor, gekenmerkt door ten minste één aan de winduitlaatopening van de mantel aangebrachte klep, die instelbaar is tussen een eerste, vrijgavetoestand waarin de ten minste ene klep de winduitlaatopening in hoofdzaak vrijgeeft en een tweede, afsluittoestand waarin de ten minste ene klep althans een deel van de winduitlaatopening in hoofdzaak afsluit.An apparatus for converting wind energy into at least mechanical energy, comprising a rotor that is rotatable by wind and rotatable about a axis of rotation and a casing arranged around it with a wind inlet opening and a wind outlet opening, wherein a central axis of the casing substantially coincides with the rotation axis of the rotor, characterized by at least one valve arranged on the wind outlet opening of the casing, which valve is adjustable between a first release state in which the at least one valve substantially releases the wind outlet opening and a second, closed state in which the at least one valve at least a part of the wind outlet opening substantially closes. 2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de ten minste ene klep een keerklep is, zodanig, dat de ten minste ene klep zich door de windkracht automatisch instelt van zijn afsluittoestand naar zijn vrijgavetoestand wanneer de wind vanaf de windinlaatopening naar de winduitlaatopening stroomt en zich automatisch instelt van zijn vrijgavetoestand naar zijn afsluittoestand wanneer de wind door de winduitlaatopening in de mantel dreigt te stromen.Device as claimed in claim 1, wherein the at least one valve is a non-return valve, such that the at least one valve automatically adjusts from its shut-off state to its release state due to the wind force when the wind flows from the wind inlet opening to the wind outlet opening and automatically adjusts from its release state to its shut-off state when the wind threatens to flow through the wind outlet opening into the jacket. 3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de ten minste ene klep van een flexibel materiaal is vervaardigd.Device according to claim 1 or 2, wherein the at least one valve is made of a flexible material. 4. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij het flexibele materiaal een doek is.Device as claimed in claim 3, wherein the flexible material is a cloth. 5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, waarbij de ten minste ene klep zich over ten minste een deel van de omtrek van de uitlaatopening uitstrekt en met één omtrekseindzone daarvan met de mantel is verbonden en waarbij de andere omtrekseindzone vrij hangt.Device as claimed in claim 3 or 4, wherein the at least one valve extends over at least a part of the circumference of the outlet opening and is connected to the casing with one circumferential end zone thereof and wherein the other circumferential end zone hangs freely. 6. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de ten minste ene klep zich over ten minste een deel van de omtrek van de uitlaatopening uitstrekt en met één omtrekseindzone daarvan zwenkbaar met de mantel is verbonden, zodanig, dat de ten minste ene klep zwenkbaar is tussen zijn vrijgavetoestand en zijn afsluittoestand.Device as claimed in claim 1 or 2, wherein the at least one valve extends over at least a part of the circumference of the outlet opening and is pivotally connected to the casing with one circumferential end zone thereof, such that the at least one valve is pivotable between its release state and its shutdown state. 7. Inrichting volgens conclusie 5 of 6, omvattende ten minste één nabij de uitlaatopening concentrisch met de centrale aslijn opgesteld ringvormig element met een kleinere dwarsdwarsdoorsnede-afmeting dan de winduitlaatopening.Device as claimed in claim 5 or 6, comprising at least one annular element arranged concentrically with the central axis near the outlet opening with a smaller cross-sectional dimension than the wind outlet opening. 8. Inrichting volgens conclusie 7, waarbij het ten minste ene ringvormige element van een genoemde klep is voorzien, waarbij de klep zich over ten minste een deel van de omtrek van het ten minste ene ringvormige element uitstrekt en met één omtrekseindzone daarvan, eventueel zwenkbaar, met het ten minste ene ringvormige element is verbonden.Device as claimed in claim 7, wherein the at least one annular element is provided with a said valve, wherein the valve extends over at least a part of the circumference of the at least one annular element and with one circumferential end zone thereof, optionally pivotable, is connected to the at least one annular element. 9. Inrichting volgens conclusie 7, omvattende ten minste één nabij de uitlaatopening concentrisch met de centrale aslijn opgesteld volgend ringvormig element met een kleinere dwarsdoorsnede-afmeting dan het ten minste ene ringvormige element, welk ten minste ene volgende ringvormige element eventueel van een genoemde klep is voorzien, waarbij de eventuele klep zich over ten minste een deel van de omtrek van het ten minste ene volgende ringvormige element uitstrekt en met één omtrekseindzone daarvan, eventueel zwenkbaar, met het ten minste ene volgende ringvormige element is verbonden.Device as claimed in claim 7, comprising at least one next annular element arranged concentrically with the central axis line near the outlet opening with a smaller cross-sectional dimension than the at least one annular element, which at least one following annular element is optionally of a said valve provided with the optional valve extending over at least a portion of the circumference of the at least one following annular element and being connected to one at least one following annular element with one circumferential end zone thereof, possibly pivotable. 10. Inrichting volgens een der conclusies 7-9, waarbij het of elk ringvormige element een waarbij het of elk in hoofdzaak ringvormige element een omtreksoppervlak omvat, dat zich in stroomafwaartse richting verwijdt. 11 Inrichtig volgens conclusie 10, waarbij het omtreksoppervlak zich in stroomafwaartse richting schuin buitenwaarts uitstrekt onder een hoek met de centrale aslijn.Device as claimed in any of the claims 7-9, wherein the or each annular element comprises one or the substantially each annular element comprising a circumferential surface widening in a downstream direction. Device as claimed in claim 10, wherein the circumferential surface extends obliquely outward in the downstream direction at an angle with the central axis. 12. Inrichting volgens conclusie 10, waarbij de genoemde hoek groter is dan 0° en kleiner is dan 60°.The device of claim 10, wherein said angle is greater than 0 ° and less than 60 °. 13. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, omvattende begrenzingsmiddelen voor het begrenzen van een verplaatsing van de klep in zijn afsluittoestand, zodanig, dat de klep zich vanuit zijn afsluittoestand niet in stroomopwaartse richting naar de windinlaatopening kan verplaatsen.Device as claimed in any of the foregoing claims, comprising limiting means for limiting a displacement of the valve in its closing state, such that the valve cannot move from its closing state in the upstream direction to the wind inlet opening. 14. Inrichting volgens conclusie 13, waarbij de begrenzingsmiddelen ten minste één zich in hoofdzaak radiale richting uitstrekkend langwerpig begrenzingselement omvatten.Device as claimed in claim 13, wherein the limiting means comprise at least one elongated limiting element extending substantially radially. 15. Inrichting volgens conclusie 14, waarbij het ten minste ene begrenzingselement een staaf of gespannen draad omvat.Device as claimed in claim 14, wherein the at least one boundary element comprises a rod or tensioned wire. 16. Inrichting volgens conclusie 14 of 15 en althans 7, waarbij het ten minste ene begrenzingselement zich tussen de uitlaatopening van de mantel en het ten minste ene ringvormige element, en/of, wanneer van toepassing, tussen naburige ringvormige elementen, uitstrekt.Device as claimed in claim 14 or 15 and at least 7, wherein the at least one boundary element extends between the outlet opening of the jacket and the at least one annular element, and / or, if applicable, between adjacent annular elements.