DE202011003442U1 - Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor - Google Patents
Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor Download PDFInfo
- Publication number
- DE202011003442U1 DE202011003442U1 DE202011003442U DE202011003442U DE202011003442U1 DE 202011003442 U1 DE202011003442 U1 DE 202011003442U1 DE 202011003442 U DE202011003442 U DE 202011003442U DE 202011003442 U DE202011003442 U DE 202011003442U DE 202011003442 U1 DE202011003442 U1 DE 202011003442U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor
- rotor blades
- rotation
- wind
- blades
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/06—Rotors
- F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/06—Rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor the axis being vertical
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/02—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having a plurality of rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/06—Rotors
- F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/21—Rotors for wind turbines
- F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/40—Use of a multiplicity of similar components
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor, wobei der Rotor eine Rotorwelle mit vertikal angeordneter Drehachse aufweist, an der Rotorwelle wenigstens drei Tragrahmen mit jeweils mindestens einer Rotorschaufel angeordnet sind und die Rotorschaufeln in Drehrichtung des Rotors jeweils um den gleichen Winkel versetzt zueinander angeordnet sind.
- Aufgrund von gegenüber anderen Ausführungsformen höheren Wirkungsgraden haben sich Windkraftanlagen mit in Windrichtung liegender Drehachse des Rotors, sogenannte Horizontalachsenrotoren, weitestgehend gegen solche mit vertikaler Drehachse des Rotors durchgesetzt. Jedoch kommen mit zunehmender Verbreitung der Horizontalachsenrotoren auch deren Nachteile, wie ein periodischer Schattenwurf der bewegten Rotorblätter und eine insbesondere durch die hohen Umlaufgeschwindigkeiten der äußeren Flügelspitzen hervorgerufene Geräuschentwicklung, zum Tragen. Sowohl der Schattenwurf als auch die Geräuschentwicklung dieser Windkraftanlagen werden insbesondere in der Nähe von Siedlungsgebieten von Anwohnern oft als störend empfunden, wodurch Genehmigungsverfahren für neue Anlagen häufig erschwert werden.
- Neben der Errichtung von Offshore-Anlagen mit Horizontalachsenrotoren, könnte ein Ansatz zur Vermeidung von Problemen in der Verwendung von als Widerstandsläufer ausgelegten Rotoren mit vertikaler Drehachse liegen. Während die meisten als Auftriebsläufer konstruierten Vertikalachsenrotoren ähnlich den verbreiteten Horizontalachsenrotoren Lärm und periodischen Schattenwurf verursachen, sind diese Nachteile bei Widerstandsläufern meist nicht von Bedeutung. Die bekannten widerstandsangetriebenen Vorrichtungen mit vertikaler Drehachse weisen jedoch einen sehr geringen Wirkungsgrad auf, welcher einem wirtschaftlichen Betrieb bisher entgegensteht. Der geringe Wirkungsgrad ist häufig dadurch bedingt, dass der auf die Rotorschaufeln auftreffende Wind neben den Anströmflächen der Rotorschaufeln auch immer auf die dem Wind entgegen drehenden Rückseiten der Rotorschaufeln drückt und nur unzureichend an diesen abströmt. Es wird daher unter anderem versucht, die Luftströmung mit teilweise um die Rotoren angeordneten Gehäusen entsprechend um- beziehungsweise abzuleiten, jedoch besteht dabei der Nachteil, dass der Wind nur noch aus einer Richtung eingefangen werden kann.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit vertikaler Drehachse bereitzustellen, bei der die genannten Nachteile vermieden sind und die einen höheren Wirkungsgrad gegenüber bisherigen Widerstandsläufern mit vertikaler Drehachse aufweist.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 1. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angeführt.
- Bei einer Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor, wobei der Rotor eine Rotorwelle mit vertikal angeordneter Drehachse aufweist, an der Rotorwelle wenigstens drei Tragrahmen mit jeweils mindestens einer Rotorschaufel angeordnet sind und die Rotorschaufeln in Drehrichtung des Rotors jeweils um den gleichen Winkel versetzt zueinander angeordnet sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rotorschaufeln zu der Rotorwelle radial beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen der Rotorwelle und den Rotorschaufeln jeweils mindestens ein Winddurchlass ausgebildet ist. Mit den Winddurchlässen ist erreicht, dass der dem Wind von den rückseitig angeströmten Rotorschaufeln entgegengesetzte Widerstand bei Betrieb der Vorrichtung gegenüber an der Rotorwelle anliegenden Rotorschaufeln verringert ist. Der auf die rückseitig angeströmten Rotorschaufeln auftreffende Wind kann dann günstigerweise beidseitig, dass heißt sowohl an der zu der Rotorwelle zugewandten Seite als auch an der von der Rotorwelle abgewandten Seite der Rotorschaufel, abströmen. Da der auf die in Windrichtung drehenden Rotorschaufeln auftreffende Wind unverändert von diesen „eingefangen” wird, weist der erfindungsgemäße Rotor ein insgesamt verbessertes Strömungsprofil an den Rotorschaufeln mit einem besonders günstigen Verhältnis von Druck zu Gegendruck auf. Der Wirkungsgrad der Vorrichtung ist dadurch besonders günstig.
- Um zu gewährleisten, dass die Winddurchlässe ausreichend bemessen sind, ist vorgesehen, dass deren Flächeninhalte zwischen den Rotorschaufeln und der Rotorwelle jeweils wenigstens ein Viertel der Flächeninhalte der Rotorschaufeln, insbesondere jeweils wenigstens die Hälfte der Flächeninhalte der Rotorschaufeln, betragen. Mit diesen Abmessungen ist sichergestellt, dass die von den rückseitig angeströmten Rotorschaufeln abgelenkte Luftmenge in optimaler Weise und ohne Stauungen der Luft von den Rotorschaufeln ableitbar ist.
- In vertikaler Erstreckung werden die zwischen den Rotorschaufeln und der Rotorwelle ausgebildeten Winddurchlässe vorteilhafterweise jeweils durch einen Tragarm des Tragrahmens begrenzt. Dazu weist jeder Tragrahmen für eine Rotorschaufel vorteilhafterweise zwei Tragarme auf, zwischen denen die Rotorschaufeln gehalten sind. Die Flächeninhalte der Winddurchlässe sind damit möglichst groß. Zudem sind Luftverwirbelungen aufgrund von Streben des Tragrahmens möglichst vermieden. Die an dem Tragrahmen gehaltene Rotorschaufel ist gleichzeitig optimal fixiert, wobei ein möglichst einfach konstruierter und leichter Tragrahmen geschaffen ist.
- Besonders kompakte Abmessung kann die Vorrichtung aufweisen, wenn die Rotorschaufeln in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse des Rotors angeordnet sind. Der um den Umfang der Rotorwelle zur Verfügung stehende Raum ist somit optimal genutzt. Idealerweise sind in einer Ebene somit mindestens drei Rotorschaufeln angeordnet. Der Abstand beziehungsweise Winkel zwischen den Rotorschaufeln soll möglichst gleich sein und beträgt bei drei Rotorschaufeln bevorzugt je 120°. Ein Mindestabstand der Rotorschaufeln zueinander ist eventuell in Abhängigkeit von auftretenden Verwirbelungen des Windes zu bestimmen.
- Die Stabilität der Tragrahmen einer Rotorschaufel beziehungsweise einzelner Tragarme kann dadurch erhöht werden, dass sämtliche in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse des Rotors angeordnete Tragarme beziehungsweise Tragrahmen als einstückiges Bauteil ausgebildet sind. Einer stark richtungsabhängigen, wechselnden Belastung des Rotors beziehungsweise einzelner Tragarme oder Tragrahmen kann dadurch effektiv entgegengewirkt werden, da sich die von dem Wind erzeugten und auf die Vorrichtung einwirkenden Kräfte auf das gesamte Bauteil verteilen. Um Vereisungen bei entsprechender Witterung zu verhindern, können die Rotorschaufeln und/oder Tragrahmen zudem beheizbar ausgeführt sein.
- Durch eine strömungstechnisch günstige Ausgestaltung der Rotorschaufeln kann insbesondere der auf die rückseitig angeströmten Rotorschaufeln einwirkende Gegendruck minimiert werden. Dazu ist vorgesehen, dass die Rotorschaufeln als liegende Becher ausgebildet sind, die jeweils zumindest eine der Drehrichtung der Drehachse des Rotors entgegengesetzte Becheröffnung aufweisen. Der Wind drückt bei Betrieb der Vorrichtung in die mit der Becheröffnung zum Wind hin offenstehenden Becher hinein und wird an den anderen Bechern abgelenkt. Die in die Becher hineinströmende Luft wird eingefangen und baut in dem beziehungsweise den Bechern Druck auf, der in eine Drehbewegung des Rotors umgesetzt wird. Dabei übersteigt der Druck in den jeweiligen Bechern den auf die äußeren Flächen der Becher einwirkenden Gegendruck.
- Eine Optimierung der Becher besteht darin, dass diese die Form von Pyramiden mit konvex gewölbten Mantelflächen aufweisen, wobei die Grundfläche der Pyramiden als Becheröffnung ausgebildet ist. Diese Form kommt dem vorteilhaften Strömungsverhalten an einer Kugel sehr nahe, so dass der auf die konvex gewölbten äußeren Mantelflächen auftreffende Wind in optimaler Weise von diesen abströmen kann. Gleichzeitig ist mit der Grundfläche der Pyramide eine große Anströmfläche, mit der möglichst viel Wind zur Erzeugung von Druck für den Vortrieb des Rotors einfangbar ist, geschaffen. Die pyramidenförmigen Rotorschaufeln sind zudem auf einfache Weise an dem jeweiligen Tragrahmen fixierbar, da die Ränder der Grundfläche beziehungsweise Becheröffnung parallel zu den jeweiligen Tragarmen an diesen anliegen. Bevorzugt weist die als Becheröffnung ausgestaltete Grundfläche der Pyramide jeweils eine rechteckige Form auf. Die rechteckige Form weist gegenüber einer beispielsweise quadratischen oder kreisförmigen Grundfläche die größtmögliche Anströmfläche bei gleichbleibender Höhe auf.
- Das mit der Vorrichtung erzeugbare Drehmoment kann durch eine optimierte Windlastverteilung an den Rotorschaufeln erhöht werden. Dazu ist vorgesehen, dass die Rotorschaufeln eine asymmetrische Krümmung mit einem aus ihrer Mitte nach außen versetzt angeordneten Windlastschwerpunkt aufweisen. Der Windlastschwerpunkt ist abhängig von der Form der Rotorschaufeln und bei einem ausgebildeten Becher bzw. Pyramide zumeist der tiefste Bereich des Bechers bzw. der Pyramide. Da das Drehmoment mit dem Abstand zur Rotorwelle zunimmt, ist der tiefste Punkt der Becher der Rotorschaufeln mit möglichst großem Abstand zur Rotorwelle anzuordnen. Dieser große Abstand ist mit der asymmetrischen Krümmung erreicht, ohne dass die Abmessungen des Rotors selbst zunehmen.
- Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Rotor in wenigstens zwei senkrecht zu seiner Drehachse ausgebildeten Ebenen Tragrahmen mit Rotorschaufeln aufweist, so dass mehrere Rotorschaufeln an der Rotorwelle übereinander angeordnet werden, welche jeweils in einem anderen Winkel zu der Drehachse angestellt sind. Dadurch können insgesamt mehr Rotorschaufeln als in nur einer Ebene angeordnet werden, ohne dass die Rotorschaufeln sich durch möglicherweise entstehende Verwirbelungen des Windes negativ beeinflussen. Zudem wird das auf einen mit der Rotorwelle gekoppelten Generator übertragbare Drehmoment, durch eine höhere Anzahl an Rotorschaufeln erhöht. Die mit der Vorrichtung erzeugbare Menge Strom beziehungsweise Leistung des Rotors ist somit in Abhängigkeit von der Anzahl der Rotorschaufeln steigerbar.
- Ein weiterer Vorteil vieler Rotorschaufeln liegt darin, dass bei Betrieb der Vorrichtung möglicherweise auftretende Unwuchten reduziert sind und somit auf den Rotor einwirkende, richtungsabhängig wechselnde Belastungen vermieden sind. Gleichzeitig ist erreicht, dass ein durch das Drehen des Rotors erzeugtes Drehmoment weniger Schwankungen unterliegt.
- Um eine hohe Stabilität und Standsicherheit der Vorrichtung zu gewährleisten, ist nach einer anderen Weiterbildung vorgesehen, dass die Rotorwelle des Rotors in einem Tragmast angeordnet ist. Mit dem Tragmast kann die Vorrichtung beispielsweise auch in größerer Höhe angeordnet werden, um stärkere Winde zu nutzen. Zudem kann der Tragmast weitere Funktionen erfüllen und unter anderem als Sendemast dienen. In einem Tragmast können weiterhin auch mehrere Rotoren zur Nutzung von Windkraft angeordnet werden.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
-
1 : eine Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft in perspektivischer Ansicht; -
2 : die Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft in Draufsicht; und -
3 : die Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft in Seitenansicht. - Die in
1 dargestellte Vorrichtung weist einen Tragmast1 mit einem Rotor2 auf, wobei der Rotor2 eine vertikale Drehachse aufweist. An dem Tragmast1 sind in drei Ebenen senkrecht zu dem Tragmast1 Rotorschaufeln3 angeordnet. Jeder der drei Ebenen sind drei Rotorschaufeln3 zugeordnet, so dass insgesamt neun Rotorschaufeln3 an dem Tragmast1 angeordnet sind. Diese Rotorschaufeln3 sind jeweils in einem Tragrahmen4 gehalten, wobei jeder Tragrahmen4 aus einem ersten oberen Tragarm5 und einem zweiten unteren Tragarm6 zusammengesetzt ist. Die Tragarme5 beziehungsweise6 in jeweils einer Ebene senkrecht zu dem Tragmast1 sind aus einem einstückigen Bauteil bestehend. Insgesamt weist die Vorrichtung somit drei einstückige Bauteile für die oberen Tragarme5 und drei einstückige Bauteile für die unteren Tragarme6 auf. - Die Rotorschaufeln
3 weisen jeweils vier dreieckige Mantelflächen7 ,7' ,7'' ,7''' auf, die eine Pyramide ausbilden, deren Spitze in Drehrichtung des Rotors weist, wobei die Mantelflächen7 ,7' ,7'' ,7''' derart konvex gewölbt sind, dass die Rotorschaufeln3 sowohl in der Draufsicht als auch in der Seitenansicht ein ausgerundetes Profil aufweisen. Jede der pyramidenförmigen Rotorschaufeln3 entspricht somit einem von den Mantelflächen7 ,7' ,7'' ,7''' geformten Becher, wobei die Grundfläche der Pyramide als Becheröffnung8 ausgebildet ist und eine an den Innenwandungen der Mantelflächen7 ,7' ,7'' ,7''' ausgebildete Anströmfläche begrenzt. Die Becheröffnung8 erstreckt sich in vertikaler Richtung sowie senkrecht zu der Drehachse des Rotors2 . Über die Becheröffnung8 einströmende Luft übt somit im Innern der Rotorschaufeln3 Druck aus. - Zwischen dem Tragmast
1 und den Mantelflächen7''' der Rotorschaufeln3 ist jeweils ein Winddurchlass9 ausgebildet, der nach oben von dem jeweiligen Tragarm5 und nach unten von dem jeweiligen Tragarm6 begrenzt ist. Diese Winddurchlässe9 gewährleisten, dass die von den Mantelflächen7 ,7' ,7'' ,7''' abströmende Luft in optimaler Weise, ohne Stauungen ableitbar ist. - Das ausgerundete Profil der Rotorschaufeln
3 wird insbesondere in2 deutlich. Zudem ist hier das einstückig ausgebildete Bauteil der oberen Tragarme5 der obersten Ebene von Rotorschaufeln3 , so wie die Anordnung der Rotorschaufeln3 einer Ebene jeweils in einem Winkel von 120° zueinander zu erkennen. Zwischen den Rotorschaufeln3 in den verschiedenen Ebenen sind jeweils Winkel von mindestens 40° vorgesehen. Jede Rotorschaufel3 ist somit in einem andere Winkel zu der Drehachse des Rotors2 angeordnet. -
3 zeigt, dass die oberen und unteren Tragarme5 ,6 zwischen zwei Ebenen von Rotorschaufeln3 mit möglichst geringem Abstand übereinander an dem Tragmast1 angeordnet sind. Die Becheröffnungen der Rotorschaufeln3 sind jeweils rechteckig geformt, wobei die Mantelflächen7 beziehungsweise7'' der Rotorschaufeln3 an den Tragarmen5 beziehungsweise6 anliegen und gleichzeitig die Becheröffnung8 nach oben beziehungsweise unten begrenzen. Weiterhin sind die Flächeninhalte der Winddurchlässe9 zwischen dem Tragmast1 und den Rotorschaufeln3 zu erkennen. - Werden nun die Rotorschaufeln
3 von Wind angeströmt, drückt der Wind in mindestens vier Becher der Rotorschaufeln3 . Dabei ist der auf die an den Mantelflächen7 ,7' ,7'' ,7''' angeströmten Rotorschaufeln3 erzeugte Druck niedriger als der Druck in den Rotorschaufeln3 , so dass sich der Rotor in seiner Drehrichtung zu drehen beginnt. Die dabei entstehende Drehbewegung wird im Inneren des Tragmastes1 auf eine Rotorwelle übertragen, mit der dann ein Generator koppelbar ist.
Claims (12)
- Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor, wobei der Rotor eine Rotorwelle mit vertikal angeordneter Drehachse aufweist, an der Rotorwelle wenigstens drei Tragrahmen mit jeweils mindestens einer Rotorschaufel angeordnet sind und die Rotorschaufeln in Drehrichtung des Rotors jeweils um den gleichen Winkel versetzt zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorschaufeln (
3 ) zu der Rotorwelle radial beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen der Rotorwelle und den Rotorschaufeln (3 ) jeweils mindestens ein Winddurchlass (9 ) ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächeninhalte der Winddurchlässe (
9 ) zwischen den Rotorschaufeln (3 ) und der Rotorwelle jeweils wenigstens ein Viertel der Flächeninhalte der Rotorschaufeln (3 ) betragen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Tragrahmen (
4 ) für eine Rotorschaufel (3 ) zwei Tragarme (5 ,6 ) aufweist, zwischen denen die Rotorschaufel (3 ) gehalten ist, wobei der jeweilige Flächeninhalt der Winddurchlässe (9 ) von den Tragarmen (5 ,6 ) begrenzt ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorschaufeln (
3 ) in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse des Rotors (2 ) angeordnet sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse des Rotors (
2 ) angeordnete Tragarme (5 ,6 ) als einstückiges Bauteil ausgebildet sind. - Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorschaufeln (
3 ) als liegende Becher ausgebildet sind, die jeweils zumindest eine der Drehrichtung der Drehachse des Rotors (2 ) entgegengesetzte Becheröffnung (8 ) aufweisen. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Becher die Form einer Pyramide mit konvex gewölbten Mantelflächen (
7 ,7' ,7'' ,7''' ) aufweisen, wobei die Grundfläche der Pyramide als Becheröffnung (8 ) ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, das die Becheröffnungen (
8 ) jeweils eine rechteckige Form aufweisen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorschaufeln (
3 ) eine asymmetrische Krümmung mit einem aus ihrer Mitte nach außen versetzt angeordneten Windlastschwerpunkt aufweisen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (
2 ) in wenigstens zwei senkrecht zu seiner Drehachse ausgebildeten Ebenen Tragrahmen (4 ) mit Rotorschaufeln (3 ) aufweist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle des Rotors (
2 ) in einem Tragmast (1 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tragmast (
1 ) mehrere Rotoren (2 ) angeordnet sind.
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202011003442U DE202011003442U1 (de) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor |
BR112013022441A BR112013022441A2 (pt) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | dispositivo para utilização de energia eólica com pelo menos um rotor |
JP2013555748A JP2014510225A (ja) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | 少なくとも一つのローターを有している風力を使用するための装置 |
PCT/DE2012/000181 WO2012116678A1 (de) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | Vorrichtung zur nutzung von windkraft mit mindestens einem rotor |
CA2828599A CA2828599A1 (en) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | Device for using wind power having at least one rotor |
CN201280011397.3A CN103649527A (zh) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | 带有至少一个转子的利用风力的装置 |
US14/002,719 US20140050588A1 (en) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | Device for using wind power having at least one rotor |
DE112012001056T DE112012001056A5 (de) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor |
EP12712900.5A EP2681447A1 (de) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | Vorrichtung zur nutzung von windkraft mit mindestens einem rotor |
KR1020137025089A KR20140014185A (ko) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | 하나 이상의 로터를 갖는 풍력을 이용하기 위한 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202011003442U DE202011003442U1 (de) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202011003442U1 true DE202011003442U1 (de) | 2011-06-22 |
Family
ID=44316864
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202011003442U Expired - Lifetime DE202011003442U1 (de) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor |
DE112012001056T Withdrawn DE112012001056A5 (de) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE112012001056T Withdrawn DE112012001056A5 (de) | 2011-03-02 | 2012-02-23 | Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140050588A1 (de) |
EP (1) | EP2681447A1 (de) |
JP (1) | JP2014510225A (de) |
KR (1) | KR20140014185A (de) |
CN (1) | CN103649527A (de) |
BR (1) | BR112013022441A2 (de) |
CA (1) | CA2828599A1 (de) |
DE (2) | DE202011003442U1 (de) |
WO (1) | WO2012116678A1 (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101590054B1 (ko) * | 2014-10-30 | 2016-01-29 | 최남현 | 집풍성능이 향상된 풍력발전기용 로터 |
US9732727B2 (en) * | 2015-01-16 | 2017-08-15 | Robert R. West | Wind turbine system |
NO20160103A1 (no) * | 2016-01-20 | 2016-08-15 | Frode Olsen | Høy hastighets rotor. Motorenheter (M) som vil gjøre det mulig å montere flere enheter sammen til en større og kraftigere enhet. Motorenheten benyttes så i serier for å gi høy rotasjonshastighet |
ES2691989A1 (es) * | 2017-05-29 | 2018-11-29 | Julio De La Cruz Blázquez | Aerogenerador de eje vertical con dos alternativas (grande y media potencia) |
FR3076581B1 (fr) * | 2018-01-11 | 2020-10-09 | Geoffrey Godon | Aerogenerateur a axe vertical |
CN114352472A (zh) * | 2020-01-14 | 2022-04-15 | 许军 | 自变流体转子 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3930750A (en) * | 1974-04-08 | 1976-01-06 | Schultz Wilderich C | Wind power plant |
JPS5638575A (en) * | 1979-09-01 | 1981-04-13 | Kobayashi Gijutsu Kenkyusho:Kk | Omnidirectional fan-driven generator |
DE8708163U1 (de) * | 1987-06-10 | 1987-08-27 | Wilhelm, Alfred, 5000 Köln | Vorrichtung zur Krafterzeugung durch Wind |
AU620813B2 (en) * | 1987-06-10 | 1992-02-27 | Alfred Wilhelm | Wind power engine |
US5997252A (en) * | 1997-12-24 | 1999-12-07 | Miller; Duane G. | Wind driven electrical power generating apparatus |
CN2418268Y (zh) * | 2000-04-19 | 2001-02-07 | 赵继华 | 旋流式立轴风力机 |
CN2528954Y (zh) * | 2002-03-20 | 2003-01-01 | 撒世海 | 反射形半球风叶水平旋转的微风发电机 |
US7744338B2 (en) * | 2008-09-04 | 2010-06-29 | California Energy & Power | Fluid turbine systems |
CN201428553Y (zh) * | 2009-06-25 | 2010-03-24 | 高振辉 | 一种垂直轴风机的风力驱动*** |
DE202011003446U1 (de) * | 2010-03-04 | 2011-06-09 | Ciggybag Gmbh | Hülle |
DE202011003456U1 (de) * | 2011-03-02 | 2011-06-27 | G&S World Bridge Trading Ag | Anlage zur Nutzung von Windkraft |
-
2011
- 2011-03-02 DE DE202011003442U patent/DE202011003442U1/de not_active Expired - Lifetime
-
2012
- 2012-02-23 JP JP2013555748A patent/JP2014510225A/ja active Pending
- 2012-02-23 BR BR112013022441A patent/BR112013022441A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-02-23 WO PCT/DE2012/000181 patent/WO2012116678A1/de active Application Filing
- 2012-02-23 CN CN201280011397.3A patent/CN103649527A/zh active Pending
- 2012-02-23 KR KR1020137025089A patent/KR20140014185A/ko not_active Application Discontinuation
- 2012-02-23 EP EP12712900.5A patent/EP2681447A1/de not_active Withdrawn
- 2012-02-23 US US14/002,719 patent/US20140050588A1/en not_active Abandoned
- 2012-02-23 CA CA2828599A patent/CA2828599A1/en not_active Abandoned
- 2012-02-23 DE DE112012001056T patent/DE112012001056A5/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2681447A1 (de) | 2014-01-08 |
DE112012001056A5 (de) | 2013-12-05 |
US20140050588A1 (en) | 2014-02-20 |
CN103649527A (zh) | 2014-03-19 |
CA2828599A1 (en) | 2012-09-07 |
KR20140014185A (ko) | 2014-02-05 |
JP2014510225A (ja) | 2014-04-24 |
BR112013022441A2 (pt) | 2016-12-06 |
WO2012116678A1 (de) | 2012-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1859164B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur nutzung der windenergie | |
EP1671030B1 (de) | Rotorblatt für eine windkraftanlage | |
DE202011003442U1 (de) | Vorrichtung zur Nutzung von Windkraft mit mindestens einem Rotor | |
WO2009036713A1 (de) | Strömungsenergieanlage, insbesondere windkraftanlage | |
WO2007118462A1 (de) | Vorrichtung zur nutzung von strömungsenergie | |
DE202006008289U1 (de) | Windrichtungsunabhängige Windkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotor | |
DE202011003456U1 (de) | Anlage zur Nutzung von Windkraft | |
DE112012005432T5 (de) | Windturbine mit Gondelzaun | |
DE102014104466A1 (de) | Windkraftanlage für Hausdächer | |
WO2010097204A2 (de) | Wasserrad | |
DE102013101725A1 (de) | Kombinierte Windanlage "AeroGreen" | |
WO2008028675A2 (de) | Windkraftanlage | |
DE102009015669A1 (de) | Kleinwindkraftanlage | |
DE29980074U1 (de) | Strömungsenergieanlage | |
DE20207363U1 (de) | Strömungsenergieanlage | |
DE102008033531A1 (de) | Windkraftanlage | |
DE102011017373A1 (de) | Windkraftanlage | |
AT510238B1 (de) | Rotor für ein windrad | |
DE102011014009A1 (de) | Turmwindkraftanlage mit einer vertikalen Rotationsachse, ausgerüstet mit einer kombinierten Flügelkonstruktion, die aus Widerstandsflügeln und senkrecht angebrachten Auftriebsflügeln besteht, wobei eine etagenweise am Turm erzeugte Windkanalwirkung zur Ablenkung einer kinetischen Windenergie genutzt wird | |
DE202010009987U1 (de) | Turbine III | |
DE102007053439A1 (de) | Energietragflächen | |
DE102017002015B4 (de) | Energieerzeugungsvorrichtung | |
AT511374A1 (de) | Windkraftmaschine mit senkrechter drehachse | |
DE102010035178B4 (de) | Windkraftanlage | |
DE102008058030A1 (de) | Windkraftanlage für ein Dach |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20110811 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHMITT, SIEGFRIED, CH Free format text: FORMER OWNER: G&S WORLD BRIDGE TRADING AG, ALTSTAETTEN, CH Effective date: 20111124 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: JABBUSCH SIEKMANN & WASILJEFF, DE Effective date: 20111124 Representative=s name: PATENTANWAELTE JABBUSCH SIEKMANN & WASILJEFF, DE Effective date: 20111124 |
|
R163 | Identified publications notified | ||
R021 | Search request validly filed |
Effective date: 20110526 |
|
R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20130628 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20141008 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |