DE102007017596A1

DE102007017596A1 - Energy production device e.g. wind turbine, has rotors comprising rotor shafts coupled with energy converter e.g. asynchronous generator, and medium flowing in direction transverse to rotor shafts

Info

Publication number: DE102007017596A1
Application number: DE102007017596A
Authority: DE
Inventors: Guenter Mossau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2008-10-30

Abstract

The device e.g. wind turbine (1), has rotors (2, 3) comprising rotor shafts (4, 5) coupled with an energy converter e.g. asynchronous generator (6). Each of the rotors has rotor blades radially arranged around the rotor shafts. Each rotor blade is arranged over its entire breadth in a longitudinal direction to the rotor shafts. A medium e.g. wind, flows in a direction transverse to the rotor shafts. The rotor blades are spaced at an equal angular distance from each other, where each of the rotor has a curved contour formed along a radial direction.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Energiegewinnung aus einem strömenden Medium, insbesondere aus Windenergie, mit mindestens einem Rotor, dessen Rotorwelle mit wenigstens einem Energiewandler gekoppelt ist.The The invention relates to a device for generating energy from a flowing medium, in particular from wind energy, with at least one rotor whose Rotor shaft is coupled to at least one energy converter.

Bekannte Vorrichtungen sind beispielsweise Windenergieanlagen, die zur Umwandlung der Strömungsenergie eines Mediums, insbesondere der Windenergie, in mechanische Energie oder elektrische Energie eingesetzt werden. Derartige Vorrichtungen weisen üblicherweise einen als Auftriebsläufer ausgebildeten Rotor auf, bei dem eine Anströmung durch das Medium in Längsrichtung der Rotorwelle erfolgt. Mittels der beispielsweise auf den Rotor einwirkenden Windenergie entsteht eine Drehbewegung der Rotorwelle, welche gegebenenfalls für den Antrieb einer Arbeitsmaschine direkt genutzt werden kann oder von mindestens einem mit der Rotorwelle gekoppelten Energiewandler in elektrische Energie umgewandelt wird. Die elektrische Energie läßt sich dann zur autarken Versorgung von entsprechenden Energieverbrauchern einsetzen oder kann in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.Known Devices are, for example, wind turbines that are for conversion the flow energy a medium, in particular wind energy, into mechanical energy or electrical energy can be used. Such devices usually as a buoyancy runner trained rotor, in which a flow through the medium in the longitudinal direction the rotor shaft takes place. By means of acting for example on the rotor Wind energy creates a rotational movement of the rotor shaft, which optionally for the drive a work machine can be used directly or at least a coupled to the rotor shaft energy converter in electrical Energy is converted. The electrical energy can then be for self-sufficient supply of appropriate energy consumers use or can in the public Power supply to be fed.

Vorrichtungen vorbezeichneter Gattung weisen jedoch eine konstruktiv aufwendige Ausgestaltung auf, bei deren Herstellung hohe Kosten entstehen.devices However, the aforementioned genus have a structurally complex Design on, in the production of which high costs.

Geplante Insellösungen zur autarken Versorgung mit elektrischer Energie, lassen sich demzufolge durch die geringe Wirtschaftlichkeit bekannter Windenergieanlagen nur bedingt umsetzen.planned isolated applications for self-sufficient supply of electrical energy, can be consequently due to the low cost of known wind turbines only conditionally implement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorbezeichneten Gattung zu schaffen, mittels der eine einfache und somit kostengünstige Umwandlung von Windenergie möglich ist.Of the Invention is based on the object, a device of the aforementioned To create genus, by means of a simple and thus cost-effective conversion of wind energy possible is.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 bis 15 angegeben.The solution The object is achieved according to the invention by a device with The features of claim 1. Advantageous developments and Embodiments of the invention are specified in claims 1 to 15.

Bei einer Vorrichtung zur Energiegewinnung aus einem strömenden Medium, insbesondere aus Windenergie, mit mindestens einem Rotor, dessen Rotorwelle mit wenigstens einem Energiewandler gekoppelt ist, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß jeder Rotor mehrere, etwa radial um die jeweils zugeordnete Rotorwelle ausgerichtete Rotorblätter aufweist, wobei jedes Rotorblatt etwa über seine gesamte Breite in Längsrichtung zur Rotorwelle ausgerichtet ist, dergestalt, daß die Anströmrichtung des Mediums etwa quer zur Rotorwelle ausgebildet ist.at a device for generating energy from a flowing medium, in particular from wind energy, with at least one rotor whose rotor shaft is coupled with at least one energy converter is after the Invention provided that each Rotor several, approximately radially to the respective associated rotor shaft aligned rotor blades each rotor blade approximately over its entire width in longitudinal direction is aligned with the rotor shaft, such that the direction of flow of the medium about is formed transversely to the rotor shaft.

Mit dem Einsatz eines derartig erfindungsgemäß ausgebildeten Rotors ist eine konstruktiv einfache Möglichkeit zur Umwandlung der Energie eines strömenden Mediums, insbesondere von Windenergie, in eine Drehbewegung gegeben. Die Rotorwelle des als Widerstandsläufer ausgebildeten Rotors kann zu diesem Zweck sowohl senkrecht als auch waagerecht ausgerichtet sein, wobei der Energiewandler an einem Ende der Rotorwelle angeordnet ist. Die Rotorblätter sind vorzugsweise über ihre gesamte Breite an der Rotorwelle befestigt, um das daran angreifende Moment, welches durch das strömende Medium erzeugt und auf die Rotorblattflächen der sich radial von der Rotorwelle nach außen erstreckenden Rotorblätter einwirkt, mit Vorteil aufnehmen zu können.With the use of such inventively designed rotor a structurally simple way for converting the energy of a flowing medium, in particular of wind energy, given in a rotary motion. The rotor shaft of the as resistance runner trained rotor can for this purpose both vertically and horizontally be aligned, wherein the energy converter at one end of the rotor shaft is arranged. The rotor blades are preferably over their entire width attached to the rotor shaft to attack the attacking Moment, which by the pouring Medium generated and on the rotor blade surfaces of the radially from the Rotor shaft to the outside extending rotor blades acts to be able to absorb with advantage.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß jeder Rotor vorzugsweise fünf Rotorblätter hat, wobei jeweils zueinander benachbarte Rotorblätter, welche insbesondere schaufelartig an den Rotorwellen angeordnet sind, gleiche Winkelabstände aufweisen. Die Ausbildung des Rotors mit fünf Rotorblättern und deren gleichmäßige Anordnung bzw. Verteilung auf dem Umfang der Rotorwelle gewährleistet eine vorteilhafte Einleitung der Strömungsenergie des Windes auf den Rotor. Etwaige an der Rotorwelle wirkende Kraft- bzw. Drehmomentspitzen können mit Vorteil reduziert werden, wodurch sich ein mittleres Drehmoment ergibt. Die Anzahl der Rotorblätter kann selbstverständlich je nach Größe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der darüber zu erzeugenden elektrischen Leistung variieren. Es kommen jedoch an einem erfindungsgemäß ausgebildeten Rotor mindestens drei Rotorblätter zur Umwandlung der Windenergie in mechanische Energie zum Einsatz.To a development of the invention is provided that everyone Rotor preferably five rotor blades has, in each case adjacent rotor blades, which are arranged in particular like a blade on the rotor shafts, same angular distances exhibit. The formation of the rotor with five rotor blades and their uniform arrangement or Distribution on the circumference of the rotor shaft ensures a favorable Introduction of the flow energy of the wind on the rotor. Any force acting on the rotor shaft or torque peaks can be reduced with advantage, resulting in a medium torque results. The number of rotor blades of course depending on the size of the device according to the invention and about it too vary in generating electrical power. However, it is coming an inventively designed Rotor at least three rotor blades for the conversion of wind energy into mechanical energy used.

Jedes Rotorblatt weist eine gekrümmte Kontur auf, die zumindest in radialer Richtung über einen vorbestimmten Abschnitt ausgebildet ist. Die Rotorblätter weisen dabei eine insbesondere der Anströmrichtung des Mediums entgegengerichtete gekrümmte Kontur auf, um mit Vorteil eine verlustarme Aufnahme der Strömungsenergie des auf die dementsprechend gewölbte Rotorblattfläche auftreffenden Mediums gewährleisten zu können. Die Wölbung der Rotorblattflächen ist insbesondere jeweils im letzten Drittel der sich nach außen erstreckenden Rotorblätter ausgebildet. Es ist selbstverständlich auch möglich, daß die Rotorblätter zusätzlich eine gekrümmte Kontur in radialer Richtung aufweisen.each Rotor blade has a curved Contour on, at least in the radial direction over a predetermined section is trained. The rotor blades have a direction in particular the direction of flow of the medium opposite curved Contour on to advantage a low-loss absorption of the flow energy of the accordingly arched Rotor blade surface ensuring that the media arrive to be able to. The vault the rotor blade surfaces is particularly in each case in the last third of the outwardly extending rotor blades educated. It goes without saying also possible, that the rotor blades additionally a curved contour in the radial direction.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung wenigstens zwei, zueinander gegenläufig drehende Rotoren aufweist, deren Rotorwellen koaxial angeordnet sind. Aufgrund der erfindungsgemäßen ausgebildeten Rotoren lassen sich auf vorteilhafte Weise mehre Rotoren nebeneinander bzw. übereinander anordnen, wobei sichergestellt ist, daß keiner der Rotoren im Windschatten des anderen steht. Die Rotoren sind dabei derart ausgebildet, daß der vorzugsweise orthogonal zu den Rotorwellen einfallende Wind an den Rotoren jeweils eine nahezu übereinstimmende, wenn auch gegenläufige Drehbewegung erzeugt. Durch die aufeinander abgestimmten Drehbewegungen der Rotoren ist somit auch ein optimales Betriebsverhalten eines mit den Rotorwellen gekoppelten Energiewandlers gegeben.An advantageous embodiment of the invention provides that the device has at least two, mutually opposed rotors whose rotor shafts are arranged coaxially. Due to the inventively designed rotors can be advantageously arranged side by side or one above the other, more rotors, where si is ensured that none of the rotors is in the slipstream of the other. The rotors are designed such that the preferably orthogonal to the rotor shafts incident wind at the rotors each produces a nearly coincident, albeit opposite rotational movement. Due to the coordinated rotational movements of the rotors, an optimum operating behavior of an energy converter coupled to the rotor shafts is thus also given.

Die Rotorwellen der Rotoren sind bevorzugt waagerecht ausgerichtet, weshalb an den Rotoren, aufgrund desselben Höhenniveaus, eine nahezu identische Anströmgeschwindigkeit des Mediums herrscht. Aus der etwa gleichgroßen Anströmgeschwindigkeit ergibt sich der Vorteil, daß an beiden Rotoren aufeinander abgestimmte Drehmomente erzeugt werden und demzufolge eine optimale Energieumwandlung möglich ist. Des weiteren bietet die waagerechte Ausrichtung der Rotorwellen eine konstruktiv einfache Möglichkeit zur Positionierung der Rotoren beispielsweise auf der Spitze eines freistehenden Mastes bzw. auf einer auf dem Dach eines Gebäudes montierten Tragkonstruktion.The Rotor shafts of the rotors are preferably oriented horizontally, why on the rotors, due to the same height level, a nearly identical flow velocity of the medium prevails. From the approximately equal flow velocity results the advantage that on two rotors matched torques are generated and therefore optimal energy conversion is possible. Furthermore offers the horizontal alignment of the rotor shafts a structurally simple possibility for positioning the rotors, for example, on the top of a freestanding mast or mounted on a roof of a building Supporting structure.

Der Energiewandler weist zumindest einen Stator und einen Läufer auf, die jeweils drehbar zwischen den Rotoren gehalten und mit den gegenläufig drehenden Rotorwellen verbunden sind. Mit Hilfe eines derartig ausgebildeten Energiewandlers läßt sich die Relativgeschwindigkeit zu einem sonst üblicherweise feststehenden Stator auf vorteilhaft einfache Weise verdoppeln. Aufgrund der am Stator und Rotor angelenkten, gegenläufigen Rotoren und des auf beiden Seiten des Energiewandlers entgegengesetzt angreifenden Drehmomentes ist im Gegensatz zu den Energiewandlern mit feststehendem Stator ein höherer Grad bei der Energieumwandlung gegeben. Der Stator und der Läufer können über entsprechende Antriebswellen mit der jeweiligen Rotorwelle eines Rotors drehfest verbunden sein.Of the Energy converter has at least one stator and a rotor, each rotatably held between the rotors and with the counter-rotating Rotor shafts are connected. With the help of such a trained Energy converter can be the Relative speed to an otherwise usually fixed Double stator in an advantageously simple way. Due to the am Stator and rotor hinged, counter rotating rotors and on both sides of the energy converter opposite attacking torque is in contrast to the energy converters with fixed stator a higher one Given degree in the energy conversion. The stator and the runner can over appropriate Drive shafts rotatably with the respective rotor shaft of a rotor be connected.

Zwischen dem Stator und der zugehörigen Rotorwelle und/oder zwischen dem Läufer und der zugehörigen Rotorwelle ist ein Getriebe geschaltet. Das Getriebe hat die Aufgabe, die Drehbewegung des Rotors zu übertragen und gegebenenfalls zu wandeln, so daß sich innerhalb des Energiewandlers, auf Basis der darin angeordneten Polpaarzahl, eine an das Stromnetz angepaßte Drehfrequenz erzeugen läßt. Damit soll sichergestellt werden, daß die vom Energiewandler erzeugte elektrische Energie im Bedarfsfall vorteilhaft einfach in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Das Getriebe kann zu diesem Zweck stufenlos verstellbar ausgebildet sein, wodurch eine optimale Einsteilbarkeit auf die benötigten Drehzahlwerte gegeben ist.Between the stator and the associated rotor shaft and / or between the runner and the associated Rotor shaft is connected to a transmission. The gearbox has the task to transmit the rotational movement of the rotor and, where appropriate, to convert, so that within the energy converter, based on the number of pole pairs arranged therein, one to the power grid adapted Can generate rotational frequency. In order to to ensure that the from Energy converter generated electrical energy in case of need advantageous easy in the public electricity grid can be fed. The transmission can be stepless for this purpose be designed adjustable, creating an optimal adjustability on the needed Speed values is given.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Energiewandler ein Asynchrongenerator ist, mit Hilfe dem eine einfache Umwandlung der an dessen Stator und Läufer angreifenden, mechanischen Energie in elektrische Energie erfolgen kann. Aufgrund seiner einfachen und somit kostengünstigen Herstellung stellt der Asynchrongenerator weiterhin eine vorteilhafte Möglichkeit zur Ausbildung eines Energiewandlers dar. Der im Asynchrongenerator als Käfig ausgebildete Läufer kann ohne elektrische Zuführung eines Erregerstromes ausgeführt sein, was sich ebenfalls vorteilhaft auf seine Betriebssicherheit bzw. den damit verbundenen verringerten Wartungsaufwand auswirkt. Im Falle eines autarken Inselbetriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es gegebenenfalls notwendig, einen selbsterregten Asynchrongenerator zur Umwandlung der anstehenden mechanischen Energie einzusetzen.A Development of the invention provides that the energy converter is an asynchronous generator is, with the help of a simple conversion to the stator and runners attacking, mechanical energy into electrical energy can. Due to its simple and therefore cost-effective production the asynchronous generator continues to offer an advantageous possibility to form an energy converter. The in the asynchronous generator as a cage trained runners can without electrical supply carried out an excitation current be, which is also advantageous for its reliability or the associated reduced maintenance costs. in the Case of a self-sufficient island operation of the device according to the invention it may be necessary to have a self-excited asynchronous generator to use for the conversion of the upcoming mechanical energy.

Jedem Rotor ist ein vorbestimmte Teilbereiche seines Umfanges einfassendes Gehäuse zugeordnet, mittels dem sich insbesondere die Bereiche des Rotors aus dem Einfluß des strömenden Mediums nehmen lassen, die sich entgegen der eigentlichen Strömungsrichtung drehen. Somit wird vom Medium nur der Bereich des Rotors beispielsweise tangential beströmt, durch den sich das unmittelbar in Richtung des strömenden Mediums bewegende Rotorblatt dreht. Das Gehäuse weist zusätzlich eine an die Rotorform angepaßte Formgebung auf und ist an seinen Stirnseiten vorzugsweise geschlossen ausgebildet. Durch die dabei nahezu vollständig geschlossene Ausgestaltung des Gehäuses läßt sich bei einem ungünstigen Sonnenstand ein auf ein Wohngebiet treffender Schlagschatten des Rotors ausschließen.Each Rotor is encompassing a predetermined portion of its circumference casing assigned, by means of which in particular the areas of the rotor from the influence of flowing Take mediums that are contrary to the actual flow direction rotate. Thus, only the area of the rotor becomes the medium, for example flowed tangentially, through the directly in the direction of the flowing medium moving rotor blade turns. The housing also has a adapted to the rotor shape Shaping on and is preferably closed at its ends educated. Due to the almost completely closed design of the housing let yourself at an unfavorable Sunrise a striking shadow of the neighborhood striking a residential area Exclude rotor.

Jedes Gehäuse weist eine strömungsgünstig ausgebildete Anströmzone und Abströmzone für das den Rotor bewegende Medium auf. Damit soll der während des Betriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung auftretende Geräuschpegel niedrig gehalten werden. Mittels des verringerten Geräuschpegels sind vorteilhafte Aufstellmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in beispielsweise Siedlungsgebieten bzw. Wohngebieten möglich. Die An- und Abströmzone jedes Gehäuses weist dazu entsprechend strömungsgünstig ausgebildete Flächen oder Abrisskanten auf, die etwaige Verwirbelungen innerhalb des Gehäuses vermindern und somit ein ungehindertes Durchströmen des Mediums durch das Gehäuse gewährleisten.each casing has a streamlined design Anströmzone and outflow zone for that Rotor moving medium. This is intended during operation of the device according to the invention occurring noise level kept low. By means of the reduced noise level are advantageous installation options the device according to the invention possible in, for example, residential areas or residential areas. The Inflow and outflow zone every case has accordingly aerodynamically trained Surfaces or Abrisskanten, which reduce any turbulence within the housing and thus ensure unhindered flow through the medium through the housing.

Jede Anströmzone und Abströmzone ist an einer vorbestimmten Position eines jeweiligen Gehäuses in Abhängigkeit zur Drehrichtung des darin eingefaßten Rotors ausgebildet. Über die Anströmzone läßt sich demzufolge die Drehrichtung des darin eingefaßten Rotors vorteilhaft einfach beeinflussen, so daß stets einander gegenläufige Drehbewegungen der Rotoren sichergestellt sind. Zumindest eine An- und Abströmzone eines Gehäuses ist etwa oberhalb der in seinem Inneren waagerecht verlaufenden Rotorwelle ausgebildet und eine An- und Abströmzone mindestens eines weiteren Gehäuses etwa unterhalb der im Inneren waagerecht verlaufenden Rotorwelle ausgebildet.Each inflow zone and outflow zone is formed at a predetermined position of each housing in response to the rotational direction of the rotor enclosed therein. Accordingly, the direction of rotation of the rotor enclosed therein can advantageously be easily influenced via the inflow zone, so that always mutually opposite rotary movements of the rotors are ensured. At least one An inflow and outflow zone of a housing is formed above the rotor shaft, which extends horizontally in its interior, and an inflow and outflow zone of at least one further housing is formed below the rotor shaft, which extends horizontally in the interior.

Es ist ebenfalls vorgesehen, daß zumindest jede Anströmzone eines Gehäuses mit wenigstens einem Leitorgan für das in das Gehäuse einströmende Medium ausgerüstet ist. Mit Hilfe eine beispielsweise als Leitblech ausgebildeten Leitorgans soll auf konstruktiv einfache Weise ein erhöhter Anteil des strömenden Mediums durch das Gehäuse geführt und somit der Winddruck auf die in den Strömungsweg des Mediums vorstehenden Rotorblätter des Rotors erhöht werden. Der erhöhte Winddruck soll wiederum ein erhöhtes Maß an umgewandelter Energie bewirken. Es ist zum Beispiel denkbar, die Anströmzone eines Gehäuses trichterförmig auszugestalten.It It is also envisaged that at least each Anströmzone a housing with at least one guiding organ for that in the case incoming Medium equipped is. With the help of a trained example as baffle guide should be a structurally simple way an increased proportion of the flowing medium through the housing led and thus the wind pressure on the projecting into the flow path of the medium rotor blades of the rotor increases become. The raised Wind pressure should turn an increased Measure effect converted energy. It is conceivable, for example, that Anströmzone a housing funnel-shaped embody.

Die Rotoren sind mit zumindest einer Windnachführung ausgerüstet, welche die vorzugsweise waagerecht angeordneten Rotorwellen der Rotoren stets senkrecht zur Anströmrichtung des Windes ausrichtet. Mittels der Windnachführung ist somit eine optimale Positionierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wind möglich, so daß stets ein Optimum an umwandelbarer Windenergie auf die Rotoren gelangt. Es ist zum Beispiel denkbar, daß die Windnachführung sich mit Hilfe eines den Rotoren zugeordneten Leitwerkes vornehmen läßt.The Rotors are equipped with at least one wind tracking, which the preferably horizontally arranged rotor shafts of the rotors always perpendicular to the direction of flow of the wind. By means of wind tracking is thus an optimal Positioning of the device according to the invention possible to the wind, so that always an optimum of convertible wind energy reaches the rotors. It is conceivable, for example, that the wind tracking make with the help of a rotor assigned to the tail unit.

Die Windnachführung weist wenigstens einen zwangsgeführten Stellantrieb auf, der eine konstruktiv einfache Möglichkeit zur Ausgestaltung einer Windnachführung darstellt. Mit einem motorisch betriebenen Stellantrieb lassen sich die Rotoren sowohl einfach als auch exakt in eine gewünschte Stellung zur sich gegebenenfalls stetig ändernden Windrichtung bringen. Zu diesem Zweck kann ein entsprechendes Signal am Stellantrieb eingehen. Es ist selbstverständlich auch möglich andersartig ausgebildete Windnachführungen einzusetzen.The Yaw has at least one positively driven Actuator on, a structurally simple way represents the embodiment of a wind tracking. With a motor-driven actuator, the rotors are both easy as well as exactly in a desired Position to possibly constantly changing wind direction bring. For this purpose, a corresponding signal can be received at the actuator. It goes without saying also possible use differently trained Windnachführungen.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stellantrieb mit mindestens einem Meßgrößen erfassenden Sensor versehen ist. Jeder Sensor dient insbesondere zur Informationsgewinnung über bestimmte Meßgrößen, wie z. B. die an der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorherrschende Windrichtung oder Windgeschwindigkeit. Gleichzeitig erfolgt mit Hilfe jedes Sensors die Umwandlung der Meßgrößen in geeignete elektrische Ausgangssignale, wobei jeder Sensor noch mit Vorteil eine Signalaufbereitung, in Form einer Verstärkung bzw. einer Filterung, aufweisen kann. Der eingesetzte Sensor kann beispielsweise als Windrichtungsgeber zur Ermittlung der Windrichtung ausgebildet sein.To Another embodiment of the invention is provided that the actuator with at least one measured variables detected Sensor is provided. Each sensor is used in particular for obtaining information about certain Measured variables, such as. B. on the device according to the invention prevailing wind direction or wind speed. simultaneously With the help of each sensor, the conversion of the measured variables into suitable ones electrical output signals, each sensor still with advantage Signal conditioning, in the form of amplification or filtering, can have. The sensor used, for example, as a wind direction sensor be designed to determine the wind direction.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:One embodiment of the invention, from which further inventive features arise is shown in the drawing. Show it:

1: eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Energiegewinnung; 1 : a schematic representation of a device according to the invention for energy production;

2a: einer Ansicht eines ersten Rotors entlang des Schnittes AB in 1; 2a a view of a first rotor along the section AB in 1 ;

2b: eine Ansicht des zweiten Rotors entlang des Schnittes CD in 1, und 2 B : A view of the second rotor along the section CD in 1 , and

3: eine Ansicht eines Energiewandlers nach 1 in einer Schnittdarstellung. 3 : a view of an energy converter behind 1 in a sectional view.

Mit 1 ist eine Windenergieanlage bezeichnet, die zur Umwandlung der Strömungsenergie des Windes in elektrische Energie dient. Die Windenergieanlage 1 weist zwei Rotoren 2, 3 auf, deren Rotorwellen 4, 5 jeweils eine waagerechte Ausrichtung aufweisen und koaxial zueinander angeordnet sind. Mit den Rotorwellen ist ein Energiewandler 6 gekoppelt, der die von den Rotorwellen übertragene mechanische Energie in Elektroenergie umwandelt. Die Windenergieanlage weist weiterhin eine mindestens die Rotoren und den Energiewandler zueinander ausrichtende Tragkonstruktion 7 auf. Jeder Rotor 2, 3 ist mit mehreren, sich um die Rotorwellen in radialer Richtung erstreckenden Rotorblättern 8, 8' (2a, b) ausgerüstet, welche an den jeweiligen Rotorwellen 4, 5 direkt befestigt sind und über einen Abschnitt ihrer Erstreckung eine gewölbte Rotorblattfläche aufweisen. Jeder Rotor ist zumindest teilweise von einem Gehäuse 9, 10 eingefaßt, so daß der Wind nur auf vorbestimmte Rotorblätter 8, 8' bzw. Rotorblattflächen einwirken kann. Damit eine vorteilhaft gegenläufige Drehbewegung der Rotoren 9, 10 möglich ist, weisen die Gehäuse 8, 9 entsprechende Anströmzonen 11, 12 und Abströmzonen 13, 14 (2a, b) auf, die in unterschiedlichen Bereichen des Gehäuses ausgebildet sind.With 1 is a wind turbine called, which serves to convert the flow energy of the wind into electrical energy. The wind turbine 1 has two rotors 2 . 3 on, their rotor shafts 4 . 5 each having a horizontal orientation and are arranged coaxially with each other. With the rotor shafts is an energy converter 6 coupled, which converts the transmitted from the rotor shafts mechanical energy into electrical energy. The wind energy plant furthermore has a support structure which aligns at least the rotors and the energy converter 7 on. Every rotor 2 . 3 is with a plurality of rotor blades extending around the rotor shafts in the radial direction 8th . 8th' ( 2a , b) which are fitted to the respective rotor shafts 4 . 5 are directly attached and have a curved rotor blade surface over a portion of their extension. Each rotor is at least partially of a housing 9 . 10 bordered, so that the wind only on predetermined rotor blades 8th . 8th' or rotor blade surfaces can act. So that an advantageous opposite rotational movement of the rotors 9 . 10 possible, have the housing 8th . 9 corresponding inflow zones 11 . 12 and outflow zones 13 . 14 ( 2a , b), which are formed in different areas of the housing.

Die 2a und 2b zeigen Schnittdarstellungen der Rotoren 2, 3 und der die Rotoren einfassenden Gehäuse 9, 10. Wie die Figuren verdeutlichen sollen, weisen die Gehäuse eine Anströmzone und eine Abströmzone auf. Die An- und Abströmzonen 11, 12, 13, 14 sind jeweils derart an den Gehäusen ausgebildet, daß sich gegenläufige Drehrichtungen, dargestellt durch die Drehrichtungspfeile 15, 16, an den Rotoren einstellen. Des weiteren ist jede Anströmzone 11, 12 mit Leitorganen 17, 17', 18, 18' ausgerüstet, die einen erhöhten Winddruck an den in der Strömung des Windes stehenden Rotorblattflächen und somit ein erhöhtes Drehmoment an den Rotorwellen 4, 5 bewirken.The 2a and 2 B show sectional views of the rotors 2 . 3 and the rotors enclosing housing 9 . 10 , As the figures are intended to illustrate, the housing has an inflow zone and an outflow zone. The inflow and outflow zones 11 . 12 . 13 . 14 are each formed on the housings such that opposite directions of rotation, represented by the direction of rotation arrows 15 . 16 , adjust to the rotors. Furthermore, each inflow zone 11 . 12 with guiding organs 17 . 17 ' . 18 . 18 ' equipped, the increased wind pressure on the standing in the flow of the wind rotor blade surfaces and thus an increased torque on the rotor shafts 4 . 5 cause.

3 zeigt eine Schnittdarstellung des als Asynchrongenerator ausgebildeten Energiewandlers 6. Der Energiewandler weist einen Stator 19 und einen Läufer 20 auf, die jeweils drehbeweglich aufgenommen sind. Der Stator 19 ist mit der Rotorwelle 4 und der Läufer 20 mit der Rotorwelle 5 verbunden, wodurch sich ebenfalls wie die Rotoren 2, 3 eine gegenläufige Drehbewegung des Läufers zum Stator ergibt. Durch die gegenläufige Drehbewegung wird ein Magnetfeld induziert und dadurch ein elektrischer Strom erzeugt, der über eine nicht dargestellte Verkabelung abgeleitet wird. 3 shows a sectional view of the designed as an asynchronous energy converter 6 , The energy converter has a stator 19 and a runner 20 on, which are each received rotatably. The stator 19 is with the rotor shaft 4 and the runner 20 with the rotor shaft 5 connected, which is also like the rotors 2 . 3 gives an opposite rotational movement of the rotor to the stator. By the opposite rotational movement, a magnetic field is induced and thereby generates an electric current, which is derived via a wiring, not shown.

Claims

Device for obtaining energy from a flowing medium, in particular from wind energy, having at least one rotor whose rotor shaft is coupled to at least one energy converter, characterized in that each rotor ( 2 . 3 ) several, approximately radially to the rotor shaft ( 4 . 5 ) oriented rotor blades ( 8th . 8th' ), each rotor blade ( 8th . 8th' ) over its entire width approximately in the longitudinal direction of the rotor shaft ( 4 . 5 ) is aligned, such that the direction of flow of the medium transversely to the rotor shaft ( 4 . 5 ) is trained.

Device according to claim 1, characterized in that that everybody Rotor preferably five rotor blades has, each adjacent rotor blades same angular distances exhibit.

Device according to one of claims 1 and 2, characterized that every Rotor blade a curved Contour, at least in the radial direction over a predetermined section is formed.

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that they comprise at least two rotors (A) rotating in opposite directions to each other ( 2 . 3 ) whose rotor shafts ( 4 . 5 ) are arranged coaxially.

Device according to claim 4, characterized in that each rotor shaft ( 4 . 5 ) of the rotor ( 2 . 3 ) is level.

Device according to one of Claims 4 and 5, characterized in that the energy converter ( 6 ) a stator ( 19 ) and a runner ( 20 ), each rotatably between the rotors ( 2 . 3 ) and with the counter-rotating rotor shafts ( 4 . 5 ) are connected.

Apparatus according to claim 6, characterized in that between the stator ( 19 ) and the associated rotor shaft ( 4 ) and / or between the runner ( 20 ) and the associated rotor shaft ( 5 ) a transmission is switched.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the energy converter ( 6 ) is an asynchronous generator.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that each rotor ( 2 . 3 ) a predetermined portions of its circumference enclosing housing ( 9 . 10 ) assigned.

Device according to claim 9, characterized in that each housing ( 9 . 10 ) an aerodynamically formed inflow zone ( 11 . 12 ) and outflow zone ( 13 . 14 ) for the rotor moving medium.

Apparatus according to claim 10, characterized in that each inflow zone ( 11 . 12 ) and each outflow zone ( 13 . 14 ) at a predetermined position of a respective housing ( 9 . 10 ) in dependence on the direction of rotation of the rotor enclosed therein ( 2 . 3 ) is trained.

Device according to one of claims 10 and 11, characterized in that at least each inflow zone ( 11 . 12 ) of a housing ( 9 . 10 ) with at least one guide element ( 17 . 17 . 18 . 18 ' ) is equipped for the flowing medium.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the rotors ( 2 . 3 ) are equipped with at least one wind tracking.

Device according to claim 13, characterized in that that the Yaw at least one forcibly guided Actuator has

Device according to claim 14, characterized in that that the Actuator with at least one Meßgrößen detecting sensor provided is.