NL2003104C2

NL2003104C2 - TUBULOUS COAT, AND WIND TURBINE EQUIPPED WITH SUCH COAT.

Info

Publication number: NL2003104C2
Application number: NL2003104A
Authority: NL
Inventors: Hans Andreas Rodenburg; Richard Stefanus Rodenburg
Original assignee: Hans Andreas Rodenburg; Richard Stefanus Rodenburg
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-01-04

Description

P88776NL00P88776NL00

Titel: Buisvormige mantel, alsmede windturbine voorzien van een dergelijke mantel.Title: Tubular casing, as well as wind turbine provided with such a casing.

De uitvinding heeft betrekking op energieopwekking met behulp van een kleinschalige windturbine voor gebruik in een bewoonde omgeving, zoals bijvoorbeeld in een tuin van een eengezinswoning, op een dak van een gebouw, of dergelijke.The invention relates to energy generation using a small-scale wind turbine for use in an inhabited environment, such as, for example, in a garden of a single-family home, on a roof of a building, or the like.

5 Onder een dergelijke kleinschalige windturbine wordt hier verstaan een windturbine van het horizontale as type waarvan de diameter van de rotor in de grootte-orde van circa 0,5 meter tot circa 2,5 meter bedraagt, en doorgaans ergens tussen circa 1,0 meter en 1,5 meter ligt. Diameters groter dan circa 2,5 meter zijn voor het beoogde gebruik in een 10 bewoonde omgeving meestal ongeschikt.Such a small-scale wind turbine is here understood to mean a wind turbine of the horizontal axis type whose diameter of the rotor is in the order of magnitude of approximately 0.5 meters to approximately 2.5 meters, and usually somewhere between approximately 1.0 meter and 1.5 meters. Diameters larger than approximately 2.5 meters are generally unsuitable for the intended use in an inhabited environment.

Een bezwaar van kleinschalige conventionele windturbines met horizontale as is, dat ze als gevolg van de geringe afmetingen van de rotor onvoldoende energie opwekken in verhouding tot de vervaardigingskosten van de windturbine. De energie-opbrengst van een windturbine neemt 15 namelijk progressief af bij afnemende diameter van de rotor.A drawback of small-scale conventional wind turbines with horizontal axis is that, due to the small dimensions of the rotor, they generate insufficient energy in relation to the manufacturing costs of the wind turbine. This is because the energy yield of a wind turbine decreases progressively with decreasing diameter of the rotor.

Uit de praktijk zijn pogingen bekend om een horizontale as windturbine uit te rusten met een buisvormige mantel. Deze mantel is coaxiaal met de horizontale rotatieas gefixeerd ten opzichte van een gondelbehuizing van de windturbine zodanig dat de rotorbladen binnen de 20 mantel kunnen roteren met enige speling tussen de tippen van de rotorbladen en de binnenzijde van de mantel. Met een der gelijke mantel kunnen zodanige veranderingen in de luchtstroming rondom de rotor teweeg gebracht worden dat de opbrengst van de windturbine sterk toeneemt in vergelijking met een conventionele horizontale as windturbine 25 die niet voorzien is van een dergelijke mantel. Bedoelde vergelijking is gemaakt in het geval dat de diameter van de rotor van de conventionele turbine gelijk is aan de maximale mantelbuitendiameter van de turbine met mantel.Attempts are known from practice to equip a horizontal axis wind turbine with a tubular casing. This jacket is fixed coaxially with the horizontal axis of rotation relative to a gondola housing of the wind turbine such that the rotor blades can rotate within the jacket with some play between the tips of the rotor blades and the inside of the jacket. With such a jacket, changes in the air flow around the rotor can be effected such that the yield of the wind turbine increases sharply in comparison with a conventional horizontal axis wind turbine 25 which is not provided with such a jacket. Said comparison is made in the case that the diameter of the rotor of the conventional turbine is equal to the maximum jacket outer diameter of the turbine with jacket.

22

Ondanks genoemde pogingen worden dergelijke turbines met mantel echter in de praktijk slechts zeer zelden toegepast.Despite the aforementioned attempts, such turbine turbines are, however, only very rarely used in practice.

5 In meer onbewoonde omgevingen is het immers veel aantrekkelijker om, in plaats van windturbines met mantels, turbines met (zeer) grote rotoren toe te passen om aldus een zeer hoge opbrengst te verkrijgen. Mantels voor dergelijke grotere rotoren zouden te immens zijn voor praktische toepassing.After all, in more uninhabited environments it is much more attractive to use turbines with (very) large rotors instead of wind turbines with jackets in order to obtain a very high yield. Sheets for such larger rotors would be too immense for practical application.

10 In bewoonde omgevingen blijken de bekende kleinere turbines met mantels nadelen te hebben. Zo produceren ze veel geluid, hetgeen vanzelfsprekend ongewenst is in bewoonde omgevingen.In inhabited environments, the known smaller turbines with jackets appear to have disadvantages. They produce a lot of noise, which is of course undesirable in inhabited environments.

Maar de bekende turbines met mantel hebben nog meer nadelen. Vaak is de constructie van de mantel zwak, waardoor deze gemakkelijk kan 15 vervormen of beschadigen. Indien de mantel sterker uitgevoerd zou worden, zou deze zwaarder worden, waardoor tevens een sterkere mastconstructie nodig zou zijn. De vervaardigingskosten van de windturbine zouden dan te hoog worden in verhouding tot de energie-opbrengst van de turbine. Bovendien draait een te zware mantel slecht mee met veranderende 20 windrichtingen, hetgeen de energie-opbrengst van de turbine nog verder vermindert.But the well-known turbines with jackets have even more disadvantages. Often the construction of the casing is weak, so that it can easily deform or damage. If the jacket were to be made stronger, it would become heavier, which would also require a stronger mast construction. The manufacturing costs of the wind turbine would then become too high in relation to the energy yield of the turbine. Moreover, a too heavy jacket rotates poorly with changing wind directions, which further reduces the energy yield of the turbine.

Het is een doel van de uitvinding om een oplossing te verschaffen volgens welke een kleinschalige windturbine stil en betrouwbaar is en een gunstige verhouding heeft tussen zijn energie-opbrengst en zijn 25 vervaardigingskosten.It is an object of the invention to provide a solution according to which a small-scale wind turbine is quiet and reliable and has a favorable ratio between its energy yield and its manufacturing costs.

Daartoe verschaft de uitvinding een buisvormige mantel voor een windturbine met horizontale rotatieas, welke windturbine een gondelbehuizing, een op de gondelbehuizing aangebrachte naaf en tenminste één aan de naaf bevestigd rotorblad omvat, waarbij de 30 gondelbehuizing is ingericht om draaibaar naar de windrichting op een mast 3 aangebracht te zijn, de naaf om de horizontale rotatieas roteerbaar is ten opzichte van de gondelbehuizing en het tenminste ene rotorblad zich met zijn lengterichting tenminste in radiale richting ten opzichte van de horizontale rotatieas uitstrekt, en waarbij de mantel is ingericht om in 5 bedrijfstoestand coaxiaal met de horizontale rotatieas gefixeerd te zijn ten opzichte van de gondelbehuizing zodanig dat het tenminste ene rotorblad binnen de mantel kan roteren met enige speling tussen een tip van het tenminste ene rotorblad en de binnenzijde van de mantel, met het kenmerk, dat de mantel gevormd wordt door een omhulsel uit een kunststof 10 materiaal, welk omhulsel een holle kern heeft die gevuld is met een schuimmateriaal, en waarbij de mantel inwendig versterkt is met tenminste één zich in omtreksrichting van de mantel uitstrekkende wapeningsring.To this end, the invention provides a tubular casing for a wind turbine with horizontal axis of rotation, which wind turbine comprises a gondola housing, a hub mounted on the gondola housing and at least one rotor blade attached to the hub, wherein the gondola housing is adapted to be rotatable towards the wind direction on a mast 3 be arranged, the hub is rotatable about the horizontal axis of rotation with respect to the gondola housing and the at least one rotor blade extends with its longitudinal direction at least in radial direction with respect to the horizontal axis of rotation, and wherein the casing is adapted to coaxially the horizontal axis of rotation being fixed relative to the gondola housing such that the at least one rotor blade can rotate within the casing with some play between a tip of the at least one rotor blade and the inside of the casing, characterized in that the casing is formed by a casing from a plastic material, we Each casing has a hollow core that is filled with a foam material, and wherein the casing is internally reinforced with at least one reinforcement ring extending in the circumferential direction of the casing.

Specifieke uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn neergelegd in de bijgaande afhankelijke conclusies.Specific embodiments of the invention are laid down in the accompanying dependent claims.

15 Door toepassing van de buisvormige mantel rondom het tenminste ene rotorblad levert een kleinschalige windturbine een behoorlijke energieopbrengst. De combinatie van het kunststof omhulsel en de daarbinnen gelegen kern van schuimmateriaal heeft een verrassend sterke geluiddempende werking tot gevolg. Dit wordt toegeschreven aan het feit 20 dat het belangrijkste aandeel in de geluidsproductie van een rotorblad in de tipzone van het rotorblad ontstaat, alwaar de locale omtreksnelheid van het rotorblad het grootst is. Deze grootste geluidsproductie wordt zogezegd in de kiem gesmoord door de geluiddempende combinatie van het kunststofmateriaal en het schuimmateriaal in de mantel, die steeds op zeer 25 korte afstand van de tip van het rotorblad die tip afschermt van de omgeving.By applying the tubular casing around the at least one rotor blade, a small-scale wind turbine provides a considerable energy yield. The combination of the plastic shell and the core of foam material contained therein results in a surprisingly strong sound-damping effect. This is attributed to the fact that the most important part in the noise production of a rotor blade arises in the tip zone of the rotor blade, where the local peripheral speed of the rotor blade is greatest. This largest noise production is, so to speak, smothered in the bud by the sound-damping combination of the plastic material and the foam material in the casing, which is always at a very short distance from the tip of the rotor blade which shields the tip from the environment.

Reeds op grond van, ten eerste, de relatief hoge energie-opbrengst bij een kleinschalige windturbine, en, ten tweede, de lage geluidsproductie, is de turbine met een dergelijke mantel in eerste aanleg geschikt voor 30 gebruik in een bewoonde omgeving.Already on the basis of, firstly, the relatively high energy yield of a small-scale wind turbine, and, secondly, the low noise production, the turbine with such a sheath is in the first instance suitable for use in an inhabited environment.

44

Door toepassing van de tenminste ene wapeningsring, die bijvoorbeeld van (roestvast) staal kan zijn, wordt de mantel sterk en vormbehoudend, terwijl het totale gewicht van de mantel beperkt blijft. Het genoemde vormbehoud treedt niet alleen op bij extreme 5 weersomstandigheden of bij botsingen met objecten, maar ook bij sterke temperatuurwisselingen, zoals dag/nacht verschillen of zomer/winter verschillen. Doordat namelijk de wapeningsring is ingebed in het kunststofmateriaal en/of in het schuimmateriaal, wordt de uitzetting en krimp van de mantel in hoofdzaak bepaald door de lineaire 10 uitzettingscoëfficiënt van de wapeningsring, welke uitzettingscoëfficiënt vele malen kleiner is dan de lineaire uitzettingscoëfficiënt van het kunststof materiaal. Genoemd vormbehoud van de mantel voorkomt dat de mantel door vervorming de luchtstroming zou bederven, wat een nadelige invloed zou hebben op de energie-opbrengst, of dat de mantel door vervorming zelfs 15 in contact zou komen met de tippen van de rotorbladen.By using the at least one reinforcement ring, which can for instance be made of (stainless) steel, the casing becomes strong and retains its shape, while the overall weight of the casing remains limited. The aforementioned shape retention does not only occur in extreme weather conditions or in collisions with objects, but also in strong temperature changes, such as day / night differences or summer / winter differences. Namely, because the reinforcement ring is embedded in the plastic material and / or in the foam material, the expansion and shrinkage of the jacket is mainly determined by the linear expansion coefficient of the reinforcement ring, which expansion coefficient is many times smaller than the linear expansion coefficient of the plastic material. . Said shape retention of the casing prevents the casing from spoiling the air flow through deformation, which would have an adverse effect on the energy yield, or that the casing would even come into contact with the tips of the rotor blades due to deformation.

Het lage gewicht van de mantel maakt een eenvoudige mastconstructie mogelijk. Een zware mantel zou de windturbine namelijk meer topzwaar maken, dat wil zeggen dat het zwaartepunt van de turbine dichter bij de top van de windturbine zou komen te liggen. Een meer 20 topzware windturbine zou een sterkere mastconstructie vereisen, die de vervaardigingskosten van de windturbine beduidend zou verhogen. Ook heeft de lageringsconstructie die toegepast wordt voor het realiseren van de draaibaarheid tussen de gondelbehuizing en de (doorgaans verticaal geplaatste) mast meer te lijden van een zware mantel. Het lage gewicht van 25 de mantel heeft voorts een lage massatraagheid van de mantel tot gevolg, waardoor de mantel gemakkelijk meedraait met een veranderende windrichting, wat een additionele gunstige invloed heeft op de energieopbrengst van de windturbine.The low weight of the jacket makes a simple mast construction possible. A heavy jacket would make the wind turbine more top heavy, that is, the center of gravity of the turbine would be closer to the top of the wind turbine. A more top-heavy wind turbine would require a stronger mast construction, which would significantly increase the manufacturing costs of the wind turbine. The bearing construction that is used to realize the rotatability between the gondola housing and the (usually vertically placed) mast also suffers more from a heavy jacket. The low weight of the sheath further results in a low inertia of the sheath, as a result of which the sheath easily turns with a changing wind direction, which has an additional favorable influence on the energy yield of the wind turbine.

Voorts is een groot voordeel van de uitvinding dat ook de mantel 30 zelf met relatief geringe kosten vervaardigd kan worden. De mantel kan 5 bijvoorbeeld zeer betrouwbaar vervaardigd worden met behulp van het relatief goedkope rotatiegieten, waarbij de tenminste ene wapeningsring, voorafgaand aan het rotatiegieten, voorgefabriceerd in een malconstructie van het rotatiegietproces kan worden gebracht. Het vullen van de holle kern 5 met het schuimmateriaal kan bijvoorbeeld geschieden tijdens de afkoelfase van het rotatiegietproces. De gondelbehuizing en/of de (verticale) as die op de (verticale) mast van de windturbine dient te worden aangebracht, kunnen (desgewenst eveneens met wapeningselementen) eenvoudigweg geïntegreerd met de mantel meegegoten worden in het rotatiegietproces. De 10 verschillende wapeningselementen van de verschillende delen kunnen desgewenst onderling verbonden zijn, waardoor de verhouding tussen het totale gewicht van de wapeningselementen en de sterkte van de uiteindelijke constructie nog verder verbeterd wordt.Furthermore, a great advantage of the invention is that the jacket 30 itself can also be manufactured with relatively low costs. The casing can for instance be manufactured very reliably with the aid of the relatively inexpensive rotational molding, wherein the at least one reinforcement ring can be prefabricated, prior to rotational molding, into a mold construction of the rotational molding process. The filling of the hollow core 5 with the foam material can for instance take place during the cooling phase of the rotational molding process. The gondola housing and / or the (vertical) axis that is to be mounted on the (vertical) mast of the wind turbine can (if desired also with reinforcement elements) be simply integrated with the jacket in the rotational molding process. The different reinforcement elements of the different parts can, if desired, be mutually connected, whereby the ratio between the total weight of the reinforcement elements and the strength of the final construction is further improved.

De bovengenoemde aspecten dragen in combinatie met elkaar 15 aanzienlijk bij aan een gunstige verhouding tussen de energie-opbrengst en de vervaardigingskosten van de windturbine. Hierdoor wordt de terugverdientijd van de windturbine aanzienlijk verkort en draagt de uitvinding er aan bij dat de samenleving meer gebruik kan gaan maken van energieopwekking met behulp van kleinschalige windturbines in bewoonde 20 omgevingen, zoals bijvoorbeeld in een tuin van een eengezinswoning, op een dak van een gebouw, of dergelijke.The aforementioned aspects, in combination with each other, contribute considerably to a favorable ratio between the energy yield and the manufacturing costs of the wind turbine. As a result, the payback time of the wind turbine is considerably shortened and the invention contributes to making society more able to make use of energy generation with the aid of small-scale wind turbines in inhabited environments, such as for example in a garden of a single-family house, on a roof of a building, or the like.

Diverse soorten kunststof materiaal kunnen worden gebruikt voor het omhulsel van de mantel. Bijvoorbeeld is kunststof materiaal uit de polyethyleen-familie bijzonder geschikt voor de mantel. Materiaal uit de 25 polyethyleen-familie heeft een lange levensduur, is slagvast, goed recyclebaar en in hoge mate chemisch resistent. Bovendien gaat dit materiaal ijsafzetting op de mantel tegen. Het materiaal uit de polyethyleen-familie materiaal is bovendien zeer geschikt voor toepassing in het genoemde rotatiegietproces. Ook het schuimmateriaal in de holle kern 30 kan van diverse soorten zijn. Bijvoorbeeld zijn diverse schuimmaterialen 6 bekend in het vakgebied van het rotatiegieten, welke schuimmaterialen in de handel verkrijgbaar zijn en niet alleen zeer geschikt zijn voor toepassing in het genoemde rotatiegietproces, maar ook zeer geschikt zijn voor het verkrijgen van een goede constructieve sterkte van de mantel en van een 5 effectief geluiddempend effect.Various types of plastic material can be used for the casing of the jacket. For example, plastic material from the polyethylene family is particularly suitable for the jacket. Material from the polyethylene family has a long service life, is impact-resistant, easily recyclable and highly chemical resistant. Moreover, this material prevents ice deposits on the jacket. The material from the polyethylene family material is moreover very suitable for use in the said rotational molding process. The foam material in the hollow core 30 can also be of various types. For example, various foam materials 6 are known in the field of rotational molding, which foam materials are commercially available and are not only very suitable for use in the said rotational molding process, but are also very suitable for obtaining a good structural strength of the casing and of an effective sound-damping effect.

Bij voorkeur is de tenminste ene wapeningsring voorzien van perforaties. Dit draagt bij aan een laag gewicht van de mantel. Voorts biedt dit het voordeel dat het schuimmateriaal in de holle kern en/of het kunststof materiaal van het omhulsel van de mantel zich door die perforaties 10 kan/kunnen uitstrekken, waardoor een zeer hechte inbedding van de tenminste ene wapeningsring verkregen wordt.The at least one reinforcement ring is preferably provided with perforations. This contributes to a low weight of the jacket. Furthermore, this offers the advantage that the foam material in the hollow core and / or the plastic material of the casing of the shell can extend through those perforations, whereby a very tight embedding of the at least one reinforcement ring is obtained.

Bij voorkeur is de mantel zodanig gevormd dat de mantel zich, tenminste over een axiaal gedeelte van de mantel dat zich gezien in windturbinebedrijf van de windturbine uitstrekt tot het luchtuittrede-eind 15 van de mantel, verwijdt in de richting van dat luchtuittrede-eind. Dit heeft een gunstig effect op de energie-opbrengst van de windturbine. Dit gunstige effect houdt verband met het feit dat in het nabije zog van de windturbine de luchtstroming zich in hoofdzaak verbreedt in stroomafwaartse richting, als gevolg van het door de windturbine onttrekken van energie uit de wind. 20 In een voorkeursuitvoeringsvorm is de mantel aan zijn buitenzijde voorzien van een zonnepaneelconstructie. Diverse soorten van dergelijke zonnepaneelconstructies kunnen worden toegepast. Bijvoorbeeld kunnen deze verdiept in de buitenzijde van de mantel zijn aangebracht om de luchtstroming rondom de mantel niet te bederven. Ook kunnen zeer dunne 25 zonnepanelen worden toegepast, bijvoorbeeld in de vorm van zonnepanelen van flexibel doekmateriaal.The casing is preferably formed such that the casing, at least over an axial part of the casing that, seen in wind turbine operation of the wind turbine, extends to the air exit end of the casing, widens in the direction of that air exit end. This has a favorable effect on the energy yield of the wind turbine. This favorable effect is related to the fact that in the near wake of the wind turbine the air flow substantially broadens in the downstream direction, as a result of the wind turbine extracting energy from the wind. In a preferred embodiment the jacket is provided on its outside with a solar panel construction. Various types of such solar panel constructions can be used. For example, they may be recessed into the outside of the casing so as not to spoil the air flow around the casing. Very thin solar panels can also be used, for example in the form of solar panels of flexible cloth material.

In het geval dat een windturbine een mantel heeft die aan zijn buitenzijde voorzien is van een dergelijke zonnepaneelconstructie, is de windturbine bij voorkeur voorzien van middelen om de met behulp van de 30 zonnepaneelconstructie opgewekte energie aan te wenden voor het 7 aandrijven van de horizontale rotatieas voor het op gang brengen en/of anderszins ondersteunen van het windturbinebedrijf van de windturbine.In the case that a wind turbine has a casing which is provided on its outside with such a solar panel construction, the wind turbine is preferably provided with means for using the energy generated with the aid of the solar panel construction for driving the horizontal axis of rotation for 7 initiating and / or otherwise supporting the wind turbine operation of the wind turbine.

Dit levert bijvoorbeeld voordeel op wanneer de windkracht nog onvoldoende is om de rotor van de windmolen vanuit stilstand op gang te brengen. In een 5 dergelijke situatie is doorgaans iets meer windkracht nodig dan de windkracht die nodig is om een eenmaal op gang zijnde rotor draaiende te houden. De door de zonnepaneelconstructie opgewekte extra energie komt dan goed van pas voor het op gang brengen van de rotor. Vanzelfsprekend kan de door de zonnepaneelconstructie opgewekte energie, wanneer deze 10 niet nodig is voor het ondersteunen van het windturbinebedrijf van de windturbine, op diverse andere wijzen benut worden.This provides an advantage, for example, when the wind force is still insufficient to start the windmill rotor from a standstill. In such a situation, a little more wind force is usually required than the wind force required to keep a rotor running once it is running. The extra energy generated by the solar panel construction is then very useful for starting the rotor. Of course, when the energy generated by the solar panel construction is not necessary to support the wind turbine operation of the wind turbine, the energy generated by the solar panel construction can be used in various other ways.

In het volgende wordt de uitvinding nader toegelicht met verwijzing naar de schematische figuren in de bij gevoegde tekening.In the following the invention is further elucidated with reference to the schematic figures in the attached drawing.

Fig. 1 toont in perspectief een voorbeeld van een uitvoeringsvorm 15 van een buisvormige mantel volgens de uitvinding, toegepast in een windturbine met horizontale rotatieas.FIG. 1 shows in perspective an example of an embodiment of a tubular casing according to the invention, used in a wind turbine with horizontal axis of rotation.

Fig. 2 toont een langsdoorsnede van de in Fig. 1 getoonde mantel.FIG. 2 shows a longitudinal section of the device shown in FIG. 1 shown.

Fig. 3 toont een deel van de langsdoorsnede van Fig. 2 in meer detail.FIG. 3 shows a part of the longitudinal section of FIG. 2 in more detail.

20 Fig. 4 toont in perspectief onder meer een in de mantel van Fig. 1 toegepaste wapeningsring.FIG. 4 is a perspective view of, inter alia, an embodiment shown in FIG. 1 applied reinforcement ring.

Verwezen wordt eerst naar de in Fig. 1 getoonde windturbine 1 met horizontale rotatieas 3.Reference is first made to the information shown in FIG. 1 wind turbine 1 with horizontal axis of rotation 3.

De turbine 1 omvat een gondelbehuizing 4, een op de 25 gondelbehuizing 4 aangebrachte naaf 5 en een aantal aan de naaf bevestigde rotorbladen 6. Voor de eenvoud van de tekening zijn slechts twee dergelijke rotorbladen 6 getoond. Volgens de uitvinding kan de turbine voorzien zijn van een willekeurig aantal rotorbladen, zoals één, twee, drie, vier, vijf, enzovoort. Elk rotorblad 6 strekt zich met zijn lengterichting 30 tenminste in radiale richting uit ten opzichte van de horizontale rotatieas 3.The turbine 1 comprises a gondola housing 4, a hub 5 mounted on the gondola housing 4 and a number of rotor blades 6 attached to the hub. For the sake of simplicity of the drawing, only two such rotor blades 6 are shown. According to the invention, the turbine can be provided with any number of rotor blades, such as one, two, three, four, five, and so on. Each rotor blade 6 extends with its longitudinal direction 30 at least in the radial direction with respect to the horizontal axis of rotation 3.

88

De naaf 5 is roteerbaar ten opzichte van de gondelbehuizing 4 om de horizontale rotatieas 3. De gondelbehuizing 4 is draaibaar naar de windrichting 15 op een verticaal geplaatste mast 7 aangebracht. Deze draaibaarheid is in Fig. 1 aangeduid met de dubbele pijl 19. In het getoonde 5 voorbeeld is deze draaibaarheid gerealiseerd doordat de gondelbehuizing 4 gefixeerd verbonden is met een verticale as 17 die door middel van een lageringsconstructie 18 op de mast 7 is aangebracht zodanig dat de as 17 kan draaien ten opzichte van de mast 7.The hub 5 is rotatable with respect to the gondola housing 4 about the horizontal axis of rotation 3. The gondola housing 4 is arranged rotatably in the direction of wind 15 on a vertically placed mast 7. This rotatability is shown in FIG. 1 indicated by the double arrow 19. In the example shown, this rotatability is realized in that the gondola housing 4 is fixedly connected to a vertical shaft 17 which is mounted on the mast 7 by means of a bearing construction 18 such that the shaft 17 can rotate relative to the mast 7.

De turbine 1 omvat voorts een buisvormige mantel 2 die coaxiaal 10 met de horizontale rotatieas 3 gefixeerd is ten opzichte van de gondelbehuizing 4 zodanig dat de rotorbladen 6 binnen de mantel 2 kunnen roteren met enige speling tussen de tippen van de rotorbladen 6 en de binnenzijde van de mantel 2. De mantel 2 is dus niet roteerbaar rondom de horizontale rotatieas 3.The turbine 1 further comprises a tubular casing 2 which is fixed coaxially with the horizontal axis of rotation 3 relative to the gondola housing 4 such that the rotor blades 6 can rotate within the casing 2 with some play between the tips of the rotor blades 6 and the inside of the casing 2. The casing 2 is therefore not rotatable around the horizontal axis of rotation 3.

15 Verwezen wordt nu naar de Figuren 2 t/m 4 waarin de mantel 2 in meer detail getoond is. De mantel 2 wordt gevormd door een omhulsel 8 uit een kunststof materiaal, zoals bijvoorbeeld materiaal uit de polyethyleen-familie. De laag kunststofmateriaal die het omhulsel vormt kan bijvoorbeeld een dikte hebben in de grootte-orde van circa 3 a 6 millimeter. Het omhulsel 20 8 heeft een holle kern die gevuld is met een schuimmateriaal 9. De mantel 2 is inwendig versterkt met de zich in omtreksrichting van de mantel 2 uitstrekkende wapeningsring 10, bijvoorbeeld van (roestvast) staal.Reference is now made to Figures 2 to 4, in which the jacket 2 is shown in more detail. The casing 2 is formed by a casing 8 of a plastic material, such as, for example, material from the polyethylene family. The layer of plastic material that forms the casing can for instance have a thickness in the order of magnitude of approximately 3 to 6 millimeters. The casing 20 has a hollow core which is filled with a foam material 9. The casing 2 is internally reinforced with the reinforcement ring 10 extending in the circumferential direction of the casing 2, for example of (stainless) steel.

De wapeningsring 10 is voorzien van perforaties 11 die getoond zijn in de Figuren 3 en 4. In Fig. 3 is getoond dat het schuimmateriaal 9 zich 25 door deze perforaties 11 uitstrekt, waardoor een zeer hechte inbedding van de wapeningsring 10 verkregen wordt.The reinforcement ring 10 is provided with perforations 11 which are shown in Figures 3 and 4. In Figs. 3 it is shown that the foam material 9 extends through these perforations 11, whereby a very tight embedding of the reinforcement ring 10 is obtained.

In Fig. 2 is te zien dat de mantel 2 zich, tenminste over een axiaal gedeelte van de mantel dat zich gezien in windturbinebedrijf van de windturbine 1 uitstrekt tot het luchtuittrede-eind 12 van de mantel, 30 verwijdt in de richting van dat luchtuittrede-eind 12. Dit heeft een gunstig 9 effect op de energie-opbrengst van de windturbine. Dit gunstige effect houdt verband met het feit dat in het nabije zog van de windturbine de luchtstroming zich in hoofdzaak verbreedt in stroomafwaartse richting, als gevolg van het door de windturbine onttrekken van energie uit de wind.In FIG. 2, it can be seen that the casing 2, at least over an axial part of the casing which, seen in wind turbine operation of the wind turbine 1, extends to the air outlet end 12 of the casing, 30 widens in the direction of that air outlet end 12. This has a favorable effect on the energy yield of the wind turbine. This favorable effect is related to the fact that in the near wake of the wind turbine the air flow substantially broadens in the downstream direction, as a result of the wind turbine extracting energy from the wind.

5 Genoemde zich in stroomafwaartse richting verwijdende luchtstroming in het nabije zog is in Figuren 1 en 2 aangeduid met een aantal pijlen 25 die korter getekend zijn dan de pijlen 15 om daarmee op schematische wijze aan te geven dat energie uit de aanstromende wind onttrokken is.Said airflow widening in the downstream direction in the near wake is indicated in Figs. 1 and 2 by a number of arrows 25 which are drawn shorter than the arrows 15 to thereby schematically indicate that energy has been extracted from the incoming wind.

De mantel 2 kan vervaardigd zijn met behulp van rotatiegieten, 10 waarbij voorafgaand aan het rotatiegieten de wapeningsring 10 voorgefabriceerd in een bij het rotatiegieten gebruikte malconstructie gebracht is. De gondelbehuizing 4 en de verticale as 17 die op de mast 7 van de windturbine 1 is aangebracht, kunnen met hun in Fig. 4 getoonde additionele wapeningselementen 20, 21 en 22 eenvoudigweg geïntegreerd 15 met de mantel 2 meegegoten worden in het rotatiegietproces. De verschillende wapeningselementen 10, 20, 21 en 22 van de verschillende delen zijn in het getoonde voorbeeld onderling verbonden, waardoor een gunstige verhouding mogelijk is tussen het totale gewicht van de wapeningselementen en de sterkte van de uiteindelijke constructie.The casing 2 can be made by means of rotational molding, wherein prior to rotational molding, the reinforcement ring 10 has been prefabricated in a mold construction used for rotational molding. The gondola housing 4 and the vertical shaft 17 mounted on the mast 7 of the wind turbine 1 can The additional reinforcement elements 20, 21 and 22 shown in Fig. 4 are simply integrated with the casing 2 and are cast in the rotational molding process. The different reinforcement elements 10, 20, 21 and 22 of the different parts are interconnected in the example shown, whereby a favorable ratio is possible between the total weight of the reinforcement elements and the strength of the final construction.

20 In het getoonde voorbeeld is de mantel 2 aan zijn buitenzijde voorzien van een zonnepaneelconstructie 14 om de met behulp van de zonnepaneelconstructie 14 opgewekte energie aan te wenden voor het aandrijven van de horizontale rotatieas 3 voor het op gang brengen en/of anderszins ondersteunen van het windturbinebedrijf van de windturbine 1. 25 Opgemerkt wordt dat de bovengenoemde voorbeelden van uitvoeringsvormen de uitvinding niet beperken en dat binnen de reikwijdte van de bijgaande conclusies diverse alternatieven mogelijk zijn.In the example shown, the casing 2 is provided on its outside with a solar panel construction 14 to use the energy generated with the aid of the solar panel construction 14 for driving the horizontal axis of rotation 3 for starting and / or otherwise supporting the wind turbine operation of the wind turbine 1. It is noted that the above-mentioned examples of embodiments do not limit the invention and that various alternatives are possible within the scope of the appended claims.

Zo kunnen meer dan één wapeningsringen in de mantel zijn ingebed, bijvoorbeeld wapeningsringen die axiaal en/of radiaal op afstand 10 van elkaar liggen. Dergelijke wapeningsringen zijn dan bij voorkeur onderling verbonden door middel van additioneel wapeningsmateriaal.More than one reinforcement rings can thus be embedded in the casing, for example reinforcement rings which are axially and / or radially spaced apart. Such reinforcement rings are then preferably mutually connected by means of additional reinforcement material.

Voorts kan de toegangsopening van de mantel aan het tegenover het luchtuittrede-eind gelegen luchtintrede-eind van de mantel voorzien zijn 5 van een aan de mantel bevestigd rooster dat dient voor het weren van vogels of rondvliegende objecten.Furthermore, the access opening of the casing at the air inlet end of the casing opposite the air outlet end can be provided with a grille attached to the casing that serves to keep away birds or flying objects.

Andere varianten of modificaties zijn echter ook mogelijk. Deze en soortgelijke alternatieven worden geacht binnen het kader te vallen van de uitvinding zoals gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies.However, other variants or modifications are also possible. These and similar alternatives are understood to fall within the scope of the invention as defined in the appended claims.

10 In de bijgaande conclusies dient het woord “een” niet te worden gezien als beperkt tot “slechts één”. Het woord “een” sluit een veelvoud, dat wil zeggen de betekenis “tenminste één”, derhalve niet uit.In the appended claims, the word "one" should not be seen as limited to "only one". The word "one" does not exclude a multiple, that is to say the meaning "at least one".

Claims

A tubular jacket for a wind turbine (1) with horizontal axis of rotation (3), which wind turbine comprises a gondola housing (4), a hub (5) mounted on the gondola housing and at least one rotor blade (6) attached to the hub, the gondola housing is arranged to be mounted on a mast (7) so as to be rotatable in the wind direction, the hub is rotatable about the horizontal axis of rotation with respect to the gondola housing and the at least one rotor blade is at least radially oriented with respect to the horizontal axis of rotation with its longitudinal direction and wherein the casing is adapted to be coaxially fixed with the horizontal axis of rotation relative to the gondola housing in the operating condition such that the at least one rotor blade can rotate within the casing with some play between a tip of the at least one rotor blade and the inside of the casing, characterized in that the casing (2) is formed by a casing (8) made of a plastic material, The casing has a hollow core filled with a foam material (9), and wherein the casing is internally reinforced with at least one reinforcement ring (10) extending in the circumferential direction of the casing.

2. Tubular casing according to claim 1, wherein the casing (2) is manufactured with the help of rotational molding and wherein, prior to rotational molding, the at least one reinforcement ring (10) is prefabricated in a mold construction used for rotational molding.

3. Tubular casing according to claim 1 or 2, wherein the at least one reinforcement ring (10) is provided with perforations (11).

A tubular casing according to any one of the preceding claims, wherein the casing (2) extends, at least over an axial part of the casing which, seen in wind turbine operation of the wind turbine (1), to the air outlet end (12) of the casing, widens in the direction of that air exit end (12).

A tubular casing according to any one of the preceding claims, wherein the casing (2) is provided on its outside with a solar panel construction (14). 10

Wind turbine with horizontal axis of rotation (3), provided with a tubular sheath (2) according to one of the preceding claims.

7. Wind turbine according to claim 6, wherein the casing (2) is provided on its outside with a solar panel construction (14), and wherein the wind turbine (1) is provided with means for using the energy generated with the aid of the solar panel construction for driving the horizontal axis of rotation (3) to start and / or otherwise support the wind turbine operation of the wind turbine. 20