AT510207B1 - WIND TURBINE - Google Patents

WIND TURBINE Download PDF

Info

Publication number
AT510207B1
AT510207B1 ATA1306/2010A AT13062010A AT510207B1 AT 510207 B1 AT510207 B1 AT 510207B1 AT 13062010 A AT13062010 A AT 13062010A AT 510207 B1 AT510207 B1 AT 510207B1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
guide
flow
channel
flow channel
wind
Prior art date
Application number
ATA1306/2010A
Other languages
German (de)
Other versions
AT510207A1 (en
Original Assignee
Penz Alois
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Penz Alois filed Critical Penz Alois
Priority to ATA1306/2010A priority Critical patent/AT510207B1/en
Priority to PCT/AT2011/000325 priority patent/WO2012016259A2/en
Publication of AT510207A1 publication Critical patent/AT510207A1/en
Application granted granted Critical
Publication of AT510207B1 publication Critical patent/AT510207B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/04Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/10Stators
    • F05B2240/13Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • F05B2240/133Stators to collect or cause flow towards or away from turbines with a convergent-divergent guiding structure, e.g. a Venturi conduit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/911Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure already existing for a prior purpose
    • F05B2240/9112Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure already existing for a prior purpose which is a building
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00Geometry
    • F05B2250/50Inlet or outlet
    • F05B2250/501Inlet
    • F05B2250/5012Inlet concentrating only, i.e. with intercepting fluid flow cross sectional area not greater than the rest of the machine behind the inlet
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30Wind power
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/728Onshore wind turbines

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)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Es wird eine Windkraftanlage mit einem Strömungskanal (1) zwischen zwei Kanalwänden (3), von denen zumindest eine eine Außenwand eines Bauwerks (2) bildet, mit wenigstens einer innerhalb des Strömungskanals (1) gelagerten, axial durchströmten Windturbine (4) und mit einer dem Turbinenrotor (5) in Anströmrichtung (13) vorgelagerten, sich in Anströmrichtung (13) düsenartig verjüngenden Leiteinrichtung (8) beschrieben. Um die Anströmung der Windturbine (4) in einfacher Weise steuern zu können, wird vorgeschlagen, dass die düsenartige Leiteinrichtung (8) wenigstens einen einer Kanalwand (3) zugeordneten, sich im Wesentlichen um den halben Umfang der Leiteinrichtung (8) erstreckenden Leitabschnitt (11) aufweist, der auf der dem Turbinenrotor (5) abgekehrten Stirnseite um eine vertikale Achse (12) von der Kanalwand (3) weg in die Kanalströmung schwenkverstellbar gelagert ist.It is a wind turbine with a flow channel (1) between two channel walls (3), of which at least one forms an outer wall of a building (2), with at least one within the flow channel (1) mounted, axially flowed through the wind turbine (4) and with a the turbine rotor (5) upstream in the direction of flow (13), in the direction of flow (13) nozzle-like tapered guide (8) described. In order to be able to control the flow of the wind turbine (4) in a simple manner, it is proposed that the nozzle-like guide device (8) has at least one guide section (11) which is assigned to a channel wall (3) and extends essentially around half the circumference of the guide device (8) ), which on the turbine rotor (5) facing away from the end face about a vertical axis (12) of the channel wall (3) is mounted pivotally adjustable in the channel flow.

Description

österreichisches Patentamt AT510 207B1 2012-05-15Austrian Patent Office AT510 207B1 2012-05-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Windkraftanlage mit einem Strömungskanal zwischen zwei Kanalwänden, von denen zumindest eine eine Außenwand eines Bauwerks bildet, mit wenigstens einer innerhalb des Strömungskanals gelagerten, axial durchströmten Windturbine und mit einer dem Turbinenrotor in Anströmrichtung vorgelagerten, sich in Anströmrichtung düsenartig verjüngenden Leiteinrichtung.The invention relates to a wind turbine with a flow channel between two channel walls, at least one of which forms an outer wall of a building, with at least one inside the flow channel mounted, axially flowed through the wind turbine and upstream of the turbine rotor in the direction of flow, in Direction of flow nozzle-like tapered guide.

[0002] Um Windenergie vorteilhaft nützen zu können, ist es bekannt, zwei Bauwerke so auszubilden, dass zwischen ihren einander zugekehrten Außenwänden ein Strömungskanal entsteht, in dem über die Höhe des Strömungskanals verteilt axial durchströmte Windturbinen gelagert werden können. Zur günstigen Anströmung einzelnen Windturbinen sind diesen düsenartige Leiteinrichtungen vorgelagert, die sich zwischen den Kanalwänden erstrecken und denen die Aufgabe zukommt, die sich im Strömungskanal ausbildende Windströmung in möglichst laminare Teilströme zur Beaufschlagung der einzelnen Windturbinen zu unterteilen. Der durch die Kanalwände begrenzte Strömungskanal weist vorteilhaft einen Verlauf nach Art einer Laval-Düse auf, die in Abhängigkeit vom Anströmwinkel des Strömungskanals und der jeweiligen Windgeschwindigkeit zum Teil sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb des Strömungskanals ermöglicht. Allerdings können die Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb des Strömungskanals in Abhängigkeit von den jeweils herrschenden Windverhältnissen auch stark schwanken, was sich nachteilig auf den Wirkungsgrad solcher Windkraftanlagen auswirkt. Außerdem gefährden große Strömungsgeschwindigkeiten im Strömungskanal vorzunehmende Montage- und Wartungsarbeiten.To be able to use wind energy advantageous, it is known, two structures in such a way that between their facing outer walls, a flow channel is formed in the distributed over the height of the flow channel axially flowed through wind turbines can be stored. For favorable flow individual wind turbines are upstream of these nozzle-like guide devices, which extend between the channel walls and which has the task of subdividing the forming in the flow channel wind flow in laminar as possible partial streams for acting on the individual wind turbines. The limited by the channel walls flow channel advantageously has a course in the manner of a Laval nozzle, which allows depending on the angle of attack of the flow channel and the respective wind speed sometimes very high flow velocities within the flow channel. However, the flow velocities within the flow channel can vary greatly depending on the prevailing wind conditions, which adversely affects the efficiency of such wind turbines. In addition, large flow velocities in the flow channel endanger assembly and maintenance work to be undertaken.

[0003] Um eine Windturbine in Abhängigkeit vom jeweiligen Windanfall vorteilhaft ansteuern zu können, ist es außerdem bekannt (GB 2 273 531 A), den Strömungsquerschnitt des Anström-kanals an die jeweiligen Windverhältnisse anzupassen, indem der Einströmtrichter verstellt wird. Zu diesem Zweck ist eine Seitenwand des Einströmtrichters auf der fortführenden Kanalseite schwenkbar gelagert und kann aus einer Grundstellung in eine erweiterte Öffnungsstellung ausgeschwenkt werden. Die geometrischen Einlaufverhältnisse zur Windturbine selbst bleiben jedoch unabhängig vom Windanfall gleich.In order to control a wind turbine advantageous depending on the windfall, it is also known (GB 2 273 531 A) to adapt the flow cross section of the Anström channel to the respective wind conditions by the inflow funnel is adjusted. For this purpose, a side wall of the inflow funnel is pivotally mounted on the continuing channel side and can be swung out of a basic position in an extended open position. However, the geometric inlet conditions to the wind turbine itself remain the same regardless of the windfall.

[0004] Darüber hinaus ist es bei Windturbinen mit einer dem axial durchströmten Turbinenrotor vorgelagerten Einlaufdüse bekannt (DE 196 44 917 A1), in der Düsenwand einen mit einer Schließwand verschließbaren Durchbruch vorzusehen, sodass bei höheren Windbelastungen der Durchbruch mit der Wirkung geöffnet werden kann, dass die Windströmung durch den Durchbruch abgeleitet wird. Die Schließwand kann auf der dem Turbinenrotor zugewandten Düsenseite angelenkt und mit Hilfe eines Tragflügels beim Überschreiten einer vorgegebenen Windgeschwindigkeit selbständig in eine den Durchbruch freigebende Sperrstellung für die Einlaufdüse verschwenkt werden. Es ist aber auch bei einer Düsenausbildung in Form einer Kugelkalotte möglich, die kalottenförmige Schließwand um eine durch den Kugelmittelpunkt gehende Achse verschwenkbar zu lagern. Unabhängig von der jeweiligen Lagerung der Schließwand ist mit Hilfe solcher Sicherheitseinrichtungen keine Anpassung der Einlaufströmung an unterschiedliche Windverhältnisse im zulässigen Belastungsbereich möglich.Moreover, it is known in wind turbines with an axially flowed turbine rotor upstream inlet nozzle (DE 196 44 917 A1) to provide a closable with a closing wall opening in the nozzle wall, so that at higher wind loads the breakthrough can be opened with the effect that the wind flow is dissipated by the breakthrough. The closing wall can be articulated on the turbine rotor facing the nozzle side and be pivoted by means of a wing when exceeding a predetermined wind speed independently in a breakthrough releasing blocking position for the inlet nozzle. However, it is also possible with a nozzle formation in the form of a spherical cap to store the dome-shaped closing wall pivotable about a passing through the ball center axis. Regardless of the respective storage of the closing wall is no adjustment of the inlet flow to different wind conditions in the allowable load range possible with the help of such safety devices.

[0005] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftanlage der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass mit vergleichsweise einfachen baulichen Maßnahmen eine vorteilhafte Beaufschlagung der Windturbine trotz unterschiedlicher Windverhältnisse erreicht werden kann.The invention is therefore based on the object, a wind turbine of the type described in such a way that with relatively simple structural measures, an advantageous application of the wind turbine despite different wind conditions can be achieved.

[0006] Ausgehend von einer Windkraftanlage der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die düsenartige Leiteinrichtung einen einer Kanalwand zugeordneten, sich im Wesentlichen um den halben Umfang der Leiteinrichtung erstreckenden Leitabschnitt aufweist, der auf der dem Turbinenrotor abgekehrten Seite um eine vertikale Achse von der Kanalwand weg in die Kanalströmung schwenkverstellbar gelagert ist.Starting from a wind turbine of the type described, the invention solves this problem in that the nozzle-like guide has a channel wall associated, extending substantially to half the circumference of the guide extending portion on the side facing away from the turbine rotor to a vertical axis of the channel wall away in the channel flow is pivotally mounted.

[0007] Aufgrund dieser Maßnahmen kann ein Leitabschnitt der Leiteinrichtung um eine Achse, die mit axialem Abstand von der Windturbine im Bereich der zugehörigen Kanalwand verläuft, 1 /9 österreichisches Patentamt AT510 207 B1 2012-05-15 von der Kanalwand weg in die Kanalströmung mit der Wirkung eingeschwenkt werden, dass sich der Strömungsquerschnitt im unmittelbaren Zuströmbereich der Windturbine verringert, was eine Beschleunigung der die Windturbine beaufschlagenden Strömung nach sich zieht und dafür genützt werden kann, die Drehzahl des Turbinenrotors vorteilhaft zu steuern. Da dieser Leitabschnitt im Wesentlichen die halbe Leiteinrichtung umfasst, die gegen die andere Hälfte der Leiteinrichtung verschwenkt wird, können noch immer ausreichend laminare Strömungsverhältnisse für eine vorteilhafte Strömungsbeaufschlagung der Windturbine sichergestellt werden, die allerdings zunehmend exzentrisch angeströmt wird. Die durch die Leiteinrichtung angestrebte Düsenwirkung bleibt ja auch bei einer Schwenkverstellung des schwenkbaren Leitabschnitts erhalten.Due to these measures, a guide portion of the guide about an axis which extends at an axial distance from the wind turbine in the region of the associated channel wall, away from the channel wall in the channel flow with be pivoted to the effect that reduces the flow cross section in the immediate inflow of the wind turbine, which causes an acceleration of the wind turbine acting flow and can be used to control the speed of the turbine rotor advantageous. Since this guide section essentially comprises half the guide device, which is pivoted against the other half of the guide device, sufficiently laminar flow conditions can still be ensured for an advantageous flow loading of the wind turbine, which, however, is supplied with increasingly eccentric flow. The desired by the guide nozzle effect remains yes even with a pivoting adjustment of the pivotable guide section obtained.

[0008] Zur Unterstützung einer weitgehend wirbelfreien Strömungsausbildung können die Leitabschnitte parallel zu ihrer Schwenkachse gelenkig unterteilt sein, sodass durch eine gegenseitige Schwenkverstellung der sich durch die gelenkige Unterteilung ergebenden Teile der Leitabschnitte günstigere Anströmverhältnisse für die einzelnen Windturbinen einstellen lassen.To support a largely eddy-free flow training, the guide sections can be divided in parallel to its pivot axis articulated, so can be adjusted by a mutual pivotal adjustment of resulting by the articulated part of the guide sections more favorable flow conditions for the individual wind turbines.

[0009] Wird die in Längsrichtung des Strömungskanals gemessene Länge des Leitabschnitts der düsenartigen Leiteinrichtung an die Weite des Strömungskanals im Bereich der Leiteinrichtung angepasst, so kann der schwenkbare Leitabschnitt auch zum Sperren des Strömungsdurchtritts durch die jeweilige Düse genützt werden. Es braucht ja zu diesem Zweck lediglich der schwenkbare Leitabschnitt quer zum Strömungskanal gestellt zu werden. Für eine entsprechende Abdichtung kann im Bedarfsfall ein Anschlag für den verschwenkbaren Leitabschnitt auf der gegenüberliegenden Kanalwand vorgesehen sein.If the measured in the longitudinal direction of the flow channel length of the guide portion of the nozzle-like guide adapted to the width of the flow channel in the region of the guide, the pivotable guide portion can also be used to block the flow passage through the respective nozzle. It only needs to be provided for this purpose, only the pivotable guide portion transverse to the flow channel. If necessary, a stop for the pivotable guide section on the opposite channel wall can be provided for a corresponding seal.

[0010] Bei der Anordnung mehrerer Windturbinen übereinander ist es vorteilhaft, den Strömungskanal zwischen den den einzelnen Windturbinen zugeordneten Leiteinrichtungen durch wenigstens eine Trennwand der Höhe nach zu unterteilen. Die dadurch gebildeten Teilkanäle können über den zugehörigen verschwenkbaren Leitabschnitt der Leiteinrichtung gesperrt werden, sodass es möglich wird, einzelne Windturbinen bzw. Turbinengruppen abzuschotten, ohne den Betrieb der übrigen Windturbinen zu gefährden. Außerdem wird eine den Windturbinen vorgelagerte Strömungsaufteilung auf die einzelnen Windturbinen unterstützt.In the arrangement of several wind turbines one above the other, it is advantageous to subdivide the flow channel between the individual wind turbines associated with the guide devices by at least one partition of height. The sub-channels formed thereby can be blocked via the associated pivotable guide section of the guide, so that it is possible to isolate individual wind turbines or turbine groups, without jeopardizing the operation of the other wind turbines. In addition, a wind turbines upstream flow distribution is supported on the individual wind turbines.

[0011] Strömungskanäle zwischen je zwei Bauwerken werden in Bezug auf eine vorgegebene Hauptwindrichtung ausgerichtet, die sich häufig in einem Tag-Nacht-Rhythmus um 180° dreht. Es empfiehlt sich in einem solchen Fall, gegensinnig anströmbare Windturbinen einzusetzen und diesen auf beiden Seiten eine Leiteinrichtung mit einem schwenkverstellbaren Leitabschnitt zuzuordnen, um die dadurch möglichen Steuerungseingriffe auch in beiden Anströmrichtungen nützen zu können.Flow channels between each two structures are aligned with respect to a given main wind direction, which often rotates in a day-night rhythm by 180 °. It is recommended in such a case to use oppositely inflatable wind turbines and assign them on both sides of a guide with a pivotable guide section in order to use the possible control interventions in both directions.

[0012] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0013] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Windkraftanlage in einer zum Teil aufgerissenen, sche matischen Draufsicht, [0014] Fig. 2 diese Windkraftanlage in einem Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1 in einem größeren Maßstab, [0015] Fig. 3 [0016] Fig. 4 [0017] Fig. 5 die Windkraftanlage nach den Fig. 1 und 2 in einer Ansicht in Anströmrichtung, eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage in einer zum Teil aufgerissenen Draufsicht und eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage.In the drawing, the subject invention is shown, for example. 1 shows a wind power plant according to the invention in a partly torn, schematic top view, FIG. 2 shows this wind power plant in a section on the line II-II of FIG. 1 on a larger scale, [0015] FIG. Fig. 3 Fig. 4 shows the wind turbine according to Figs. 1 and 2 in a view in the direction of flow, an embodiment of a wind turbine according to the invention in a partially torn plan view and a Fig. 1 corresponding representation of a Variant of a wind turbine according to the invention.

[0018] Die Windkraftanlage gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 umfasst einen Strömungskanal 1 zwischen zwei Bauwerken 2, deren einander zugekehrte Außenwände die den Strömungskanal 1 nach Art einer Laval-Düse begrenzenden Kanalwände 3 ergeben. In der Längsmitte dieses Strömungskanals 1 sind über die Kanalhöhe verteilt Windturbinen 4 angeordnet. Den axial durchströmbaren Turbinenrotoren 5, die in sich zwischen den Kanalwänden 3 erstreckenden Trägern 6 gelagert und mit radial abstehenden Rotorflügeln 7 versehen 2/9 österreichisches Patentamt AT510 207B1 2012-05-15 sind, sind auf beiden Seiten düsenartige Leiteinrichtungen 8 zugeordnet, die die sich innerhalb des Strömungskanals 1 zwischen einem Boden 9 und einer Decke 10 ausbildende Strömung in möglichst laminare Teilströme zur Beaufschlagung der einzelnen Windturbinen 4 teilen. Da die Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb des Strömungskanals 1 von den Windverhältnissen abhängen, die außerhalb des Strömungskanals 1 herrschen, ist mit stark schwankenden Strömungsverhältnissen innerhalb des Strömungskanals 1 zu rechnen. Damit die Strömungsbeaufschlagung der Windturbinen in Abhängigkeit von den sich ändernden Windverhältnissen gesteuert werden kann, umfassen die düsenartigen Leiteinrichtungen 8 gemäß den Fig.1 bis 3 einen einer Kanalwand 3 zugeordneten, sich im Wesentlichen um den halben Umfang der Leiteinrichtung 8 erstreckenden Leitabschnitt 11, der auf der dem Turbinenrotor 5 abgekehrten Stirnseite um eine vertikale Achse 12 schwenkverstellbar an der Kanalwand 3 gelagert ist. Dieser Leitabschnitt 11 kann aus einer an der zugehörigen Kanalwand 3 anliegenden Ausgangsstellung, in der die düsenartige Leiteinrichtung 8 den vollen Anströmquerschnitt für den Turbinenrotor 5 freigibt, in den Strömungskanal 1 eingeschwenkt werden. In Fig. 1 ist eine solche eingeschränkte Schwenkstellung des Leitabschnitts 11 für die der Windturbine 4 in Anströmrichtung 13 vorgelagerte Leiteinrichtung 8 dargestellt, während der Leitabschnitt 11 auf der Abströmseite der Windturbine 4 die an der Kanalwand 3 anliegende Ausgangsstellung einnimmt. In der eingeschwenkten Schwenkstellung der Leitabschnitte 11 bilden die Leiteinrichtungen 8 einen beschränkten Anströmquerschnitt für die Turbinenrotoren aus, wie dies insbesondere der Fig. 3 entnommen werden kann. Mit der Verkleinerung des freien Strömungsquerschnitts der Leiteinrichtungen 8 geht eine Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit einher, mit der die Windturbinen 4 beaufschlagt werden, was sich vorteilhaft auf den Betrieb der Windturbinen 4 auswirkt.The wind turbine according to the embodiment of FIGS. 1 to 3 comprises a flow channel 1 between two structures 2, the mutually facing outer walls which give the flow channel 1 in the manner of a Laval nozzle limiting channel walls 3. In the longitudinal center of this flow channel 1 distributed over the channel height wind turbines 4 are arranged. The axially through-flow turbine rotors 5, which are mounted in supports 6 extending between the channel walls 3 and provided with radially projecting rotor blades 7, are associated with nozzle-like guide devices 8 on both sides within the flow channel 1 between a bottom 9 and a ceiling 10 forming flow in laminar as possible partial streams to act on the individual wind turbines 4 share. Since the flow velocities within the flow channel 1 depend on the wind conditions which prevail outside the flow channel 1, strongly fluctuating flow conditions within the flow channel 1 must be expected. In order to be able to control the flow rate of the wind turbines as a function of the changing wind conditions, the nozzle-type guide devices 8 according to FIGS. 1 to 3 comprise a guide section 11 which is assigned to a channel wall 3 and extends essentially around half the circumference of the guide device 8 the turbine rotor 5 facing away from the end face is mounted pivotally adjustable about a vertical axis 12 on the channel wall 3. This guide section 11 can be pivoted into the flow channel 1 from a starting position adjacent to the associated channel wall 3, in which the nozzle-like guide device 8 releases the full inflow cross section for the turbine rotor 5. In Fig. 1, such a restricted pivot position of the guide section 11 is shown for the wind turbine 4 upstream in the direction of flow 13 guide 8, while the guide section 11 occupies the voltage applied to the channel wall 3 starting position on the downstream side of the wind turbine 4. In the pivoted-in pivot position of the guide sections 11, the guide devices 8 form a restricted inflow cross-section for the turbine rotors, as can be seen in particular from FIG. 3. With the reduction of the free flow cross section of the guide devices 8 is accompanied by an increase in the flow velocity, with which the wind turbines 4 are acted upon, which has an advantageous effect on the operation of the wind turbines 4.

[0019] Da die Strömungsgeschwindigkeit in einem Strömungskanal zwischen zwei Bauwerken vom Boden nach oben hin an steigt, empfiehlt es sich, die den einzelnen übereinander angeordneten Windturbinen 4 zugehörigen Leiteinrichtungen 8 voneinander unabhängig zu verstellen. In den Fig. 2 und 3 wird dies durch einen größeren Schwenkwinkel für den Leitabschnitt 11 der bodenseitigen Leiteinrichtung 8 angedeutet.Since the flow velocity increases in a flow channel between two structures from the bottom upwards, it is recommended that the individual superimposed wind turbines 4 associated guide devices 8 to adjust independently of each other. In FIGS. 2 and 3, this is indicated by a larger pivoting angle for the guide section 11 of the base-side guide 8.

[0020] Aufgrund der Anordnung von den einzelnen Windturbinen 4 jeweils zugeordneten Leiteinrichtungen 8 ergibt sich die Möglichkeit, den Strömungskanal 1 zwischen den den einzelnen Windturbinen 4 zugeordneten Leiteinrichtungen 8 der Höhe nach durch Trennwände 14 zu unterteilen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind solche Trennwände 14 zwischen den Leiteinrichtungen für die unterste und die mittlere der drei übereinander angeordneten Windturbinen 4 dargestellt. Selbstverständlich könnten solche Trennwände 14 auch zwischen den Leiteinrichtungen 8 für die beiden oberen Windturbinen 4 vorgesehen sein. Obwohl die Trennwände 14 auf beiden Seiten der Windturbine 4 den Strömungskanal 1 der Höhe nach unterteilen, ist dies nicht zwingend. Um beispielsweise die unterste Windturbine 4 abzuschotten, genügt es, den durch diese Windturbine 4 strömenden Anteil der Kanalströmung zu sperren, wofür eine Abschottung entweder auf der Anström- oder der Abströmseite ausreicht. Es braucht daher die Trennwand 14 nur auf einer Windturbinenseite angeordnet zu werden, um z. B. während des Betriebs der oberen Windturbinen 4 Wartungsarbeiten an der unteren Windturbine 4 vornehmen zu können.Due to the arrangement of the individual wind turbines 4 each associated guide 8, there is the possibility to divide the flow channel 1 between the wind turbines 4 associated with the control devices 8 in height by partitions 14. In the illustrated embodiment, such partitions 14 between the guide devices for the lowermost and the middle of the three superposed wind turbines 4 are shown. Of course, such partitions 14 could also be provided between the guide devices 8 for the two upper wind turbines 4. Although the partitions 14 on both sides of the wind turbine 4 divide the flow channel 1 in height, this is not mandatory. For example, to seal off the lowermost wind turbine 4, it is sufficient to block the portion of the channel flow flowing through this wind turbine 4, for which a partitioning on either the inflow or outflow side is sufficient. It therefore requires the partition 14 to be arranged only on a wind turbine side to z. B. to make during the operation of the upper wind turbines 4 maintenance on the lower wind turbine 4.

[0021] Da im Allgemeinen damit gerechnet werden muss, dass die Strömungskanäle 1 zwischen zwei Bauwerken 2 entsprechend der Hauptwindrichtung ausgerichtet sind und sich diese Hauptwindrichtung beispielsweise in einem Tag-Nacht-Rhythmus um 180° dreht, ist es zur Ausnützung der Windkraft vorteilhaft, Windturbinen 4 einzusetzen, die gegensinnig angeströmt werden können. Zu diesem Zweck sind die Rotorflügel um 180° um ihre Längsachse zu drehen, wie dies an sich bekannt ist. Mit beidseits des Turbinenrotors 5 angeordneten Leiteinrichtungen 8, die jeweils einen schwenkverstellbaren Leitabschnitt 11 bilden, können die Strömungsverhältnisse im Bereich der Windturbinen 4 unabhängig von der Anströmrichtung 13 gesteuert werden.Since in general must be expected that the flow channels 1 are aligned between two structures 2 according to the main wind direction and this Hauptwindrichtung, for example, in a day-night rhythm rotates 180 °, it is advantageous for the utilization of wind power, wind turbines 4 to use, which can be counter-flowed. For this purpose, the rotor blades are to be rotated by 180 ° about their longitudinal axis, as is known per se. With arranged on both sides of the turbine rotor 5 guide devices 8, each forming a pivotally adjustable guide section 11, the flow conditions in the wind turbine 4 can be controlled independently of the direction of flow 13.

[0022] Wie der Fig. 4 entnommen werden kann, ist es nicht zwingend notwendig, für die Ausbildung eines Strömungskanals 1 zwei Bauwerke 2 nebeneinander anzuordnen. 3/9As can be seen in FIG. 4, it is not absolutely necessary to arrange two structures 2 next to one another for the formation of a flow channel 1. 3.9

Claims (5)

österreichisches Patentamt AT510 207B1 2012-05-15 [0023] Es genügt, mit Abstand von der eine Kanalwand 3 bildenden Außenseite eines Bauwerks 2 eine gesonderte, selbsttragende Kanalwand 3 zu errichten. Zwischen den Kanalwänden 3 ergibt sich wiederum ein durch eine Decke 10 abgedeckter Strömungskanal 1, in dem Windturbinen 4 in der bereits beschriebenen Weise zusammen mit düsenartigen Leiteinrichtungen 8 angeordnet werden können. Die Steuerung der die einzelnen Windturbinen 4 beaufschlagenden Strömungen erfolgt über die schwenkverstellbaren Leitabschnitte 11 der düsenartigen Leiteinrichtungen 8, wie dies anhand der Fig. 1 bis 3 bereits näher erläutert wurde. In der Fig. 4 ist allerdings zusätzlich dargestellt, dass die schwenkverstellbaren Leitabschnitte 11 der Leiteinrichtungen 8 auch zum Sperren des Strömungskanals 1 eingesetzt werden können, dann nämlich, wenn die in Längsrichtung des Strömungskanals 1 gemessene Länge des Leitabschnitts 11 der düsenartigen Leiteinrichtungen 8 an die Weite des Strömungskanals 1 im Bereich dieser Leiteinrichtungen 8 angepasst ist. Mit dem zumindest abschnittsweisen Sperren des Strömungskanals 1 durch einen quer zum Strömungskanal 1 ausgeschwenkten Leitabschnitt 11 der Leiteinrichtungen 8 zumindest auf einer Kanalseite können Montage- und Wartungsarbeiten im abgesperrten Bereich des Strömungskanals 1 ohne Windgefährdung durchgeführt werden. [0024] Die Ausführungsform nach der Fig. 5 unterscheidet sich von der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten im Wesentlichen dadurch, dass die Leiteinrichtungen 8 einander bezüglich des Strömungskanals 1 gegenüberliegende Leitabschnitte 11 bilden, die jeweils um eine vertikale Achse 12 auf der dem Turbinenrotor 5 abgekehrten Stirnseite schwenkverstellbar an der Kanalwand 3 gelagert sind. Außerdem sind diese Leitabschnitte 11 parallel zu ihren Schwenkachsen 12 gelenkig unterteilt. Die Gelenke sind mit 15 bezeichnet. Durch diese gelenkige Unterteilung bilden die Leitabschnitte 11 zwei gegeneinander schwenkverstellbare Teile, die insbesondere bei größeren Ausstellwinkeln eine bessere Strömungsführung erlauben, um die jeweiligen Windturbinen 4 mit einer möglichst laminaren Strömung beaufschlagen zu können. Patentansprüche 1. Windkraftanlage mit einem Strömungskanal (1) zwischen zwei Kanalwänden (3), von denen zumindest eine eine Außenwand eines Bauwerks (2) bildet, mit wenigstens einer innerhalb des Strömungskanals (1) gelagerten, axial durchströmten Windturbine (4) und mit einer dem Turbinenrotor (5) in Anströmrichtung (13) vorgelagerten, sich in Anströmrichtung (13) düsenartig verjüngenden Leiteinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass die düsenartige Leiteinrichtung (8) wenigstens einen einer Kanalwand (3) zugeordneten, sich im Wesentlichen um den halben Umfang der Leiteinrichtung (8) erstreckenden Leitabschnitt (11) aufweist, der auf der dem Turbinenrotor (5) abgekehrten Stirnseite um eine vertikale Achse (12) von der Kanalwand (3) weg in die Kanalströmung schwenkverstellbar gelagert Ist.Austrian Patent Office AT510 207B1 2012-05-15 It is sufficient to construct a separate, self-supporting channel wall 3 at a distance from the outside of a structure 2 forming a channel wall 3. Between the channel walls 3 in turn results in a covered by a ceiling 10 flow channel 1, can be arranged in the wind turbine 4 in the manner already described together with nozzle-like guide 8. The control of the individual wind turbines 4 acting flows takes place via the pivotally adjustable guide sections 11 of the nozzle-like guide devices 8, as has already been explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 3. However, FIG. 4 additionally shows that the pivotally adjustable guide sections 11 of the guide devices 8 can also be used to lock the flow channel 1, namely, when the length of the guide section 11 of the nozzle-like guide devices 8 measured in the longitudinal direction of the flow channel 1 approaches the width of the flow channel 1 in the region of these guide devices 8 is adjusted. With the at least partially blocking the flow channel 1 by a deflected transversely to the flow channel 1 guide portion 11 of the guide 8 at least on one side of the channel assembly and maintenance in the closed area of the flow channel 1 without wind hazard can be performed. The embodiment of FIG. 5 differs from that shown in FIGS. 1 to 3 essentially characterized in that the guide means 8 form each other with respect to the flow channel 1 opposite guide sections 11, each about a vertical axis 12 on the Turbine rotor 5 facing away from the front side pivotally mounted on the channel wall 3 are mounted. In addition, these guide sections 11 are articulated parallel to their pivot axes 12. The joints are designated 15. By this articulated subdivision, the guide sections 11 form two mutually pivotally adjustable parts, which allow better flow guidance, in particular for larger deployment angles, in order to be able to act on the respective wind turbines 4 with as laminar a flow as possible. Wind turbine with a flow channel (1) between two channel walls (3), of which at least one outer wall of a building (2), with at least one within the flow channel (1) mounted, axially flowed through the wind turbine (4) and with a the turbine rotor (5) upstream in the direction of flow (13), in the direction of flow (13) nozzle-like tapered guide (8), characterized in that the nozzle-like guide (8) at least one of a channel wall (3) associated, substantially to half Has circumference of the guide (8) extending guide portion (11) which is mounted on the turbine rotor (5) facing away from the front end about a vertical axis (12) of the channel wall (3) pivotally adjustable in the channel flow. 2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitabschnitte (11) parallel zu ihrer Schwenkachse (12) gelenkig unterteilt sind.2. Wind turbine according to claim 1, characterized in that the guide sections (11) are articulated parallel to its pivot axis (12). 3. Windkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anordnung mehrerer Windturbinen (4) übereinander der Strömungskanal (1) zwischen den den einzelnen Windturbinen (4) zugeordneten Leiteinrichtungen (8) durch wenigstens eine Trennwand (14) der Höhe nach unterteilt ist.3. Wind turbine according to claim 1 or 2, characterized in that in the arrangement of several wind turbines (4) one above the other the flow channel (1) between the individual wind turbines (4) associated with guide means (8) by at least one partition (14) of the amount is divided. 4. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei gegensinnig anströmbaren Windturbinen (4) der Strömungskanal (1) auf beiden Seiten der Windturbinen (4) je eine Leiteinrichtung (8) mit einem schwenkverstellbaren Leitabschnitt (11) aufweist. Hierzu4. Wind power plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that in opposite directions of wind turbines (4) the flow channel (1) on both sides of the wind turbines (4) each have a guide (8) with a pivotally adjustable guide portion (11). For this 5 Blatt Zeichnungen 4/95 sheets drawings 4/9
ATA1306/2010A 2010-08-04 2010-08-04 WIND TURBINE AT510207B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1306/2010A AT510207B1 (en) 2010-08-04 2010-08-04 WIND TURBINE
PCT/AT2011/000325 WO2012016259A2 (en) 2010-08-04 2011-08-03 Wind power installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1306/2010A AT510207B1 (en) 2010-08-04 2010-08-04 WIND TURBINE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT510207A1 AT510207A1 (en) 2012-02-15
AT510207B1 true AT510207B1 (en) 2012-05-15

Family

ID=44542914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA1306/2010A AT510207B1 (en) 2010-08-04 2010-08-04 WIND TURBINE

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT510207B1 (en)
WO (1) WO2012016259A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11131292B2 (en) * 2017-02-20 2021-09-28 Akinori Satou Wind power generation device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2273531A (en) * 1992-12-16 1994-06-22 Joseph Kirkley Hourie Environment compatible wind motor.
DE19644917A1 (en) * 1996-10-29 1998-04-30 Kurt Hoerl Wind power-to-electrical power converter with storm protection
WO2001038730A2 (en) * 1999-11-24 2001-05-31 Suman Das Gupta Wind flow velocity controller
WO2008001080A1 (en) * 2006-06-27 2008-01-03 Derek Alan Taylor Device for enhancing the effectiveness of power conversion from wind and other fluids

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4164382A (en) * 1977-07-27 1979-08-14 General Atomic Company Wind driven power apparatus
DE29704075U1 (en) * 1997-03-06 1998-03-05 Hörl, Kurt, 90441 Nürnberg Wind energy converter with storm protection
US8072091B2 (en) * 2007-04-18 2011-12-06 Samuel B. Wilson, III Methods, systems, and devices for energy generation
CA2645296A1 (en) * 2008-11-27 2010-05-27 Organoworld Inc. Annular multi-rotor double-walled turbine
WO2010074670A1 (en) * 2008-12-22 2010-07-01 Anthony Branco Fluid turbine for generating electricity

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2273531A (en) * 1992-12-16 1994-06-22 Joseph Kirkley Hourie Environment compatible wind motor.
DE19644917A1 (en) * 1996-10-29 1998-04-30 Kurt Hoerl Wind power-to-electrical power converter with storm protection
WO2001038730A2 (en) * 1999-11-24 2001-05-31 Suman Das Gupta Wind flow velocity controller
WO2008001080A1 (en) * 2006-06-27 2008-01-03 Derek Alan Taylor Device for enhancing the effectiveness of power conversion from wind and other fluids

Also Published As

Publication number Publication date
AT510207A1 (en) 2012-02-15
WO2012016259A2 (en) 2012-02-09
WO2012016259A3 (en) 2012-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0126399B1 (en) Fluid duct presenting a reduced construction
EP3779077B1 (en) Sanitary built-in part
DE69903196T2 (en) DEVICE FOR TREATING A GAS / LIQUID MIXTURE
DE2606479A1 (en) CYLINDRICAL BODY WITH MEANS TO SUPPRESS VIBRATIONS
EP3556452B1 (en) Device for the absorption of individual components in gases
DE1575041C3 (en) Spray nozzle to create a square spray pattern
WO2010097204A2 (en) Water wheel
AT510207B1 (en) WIND TURBINE
DE10331682A1 (en) Wind power facility for generating current has rotors with a vertical axis of rotation and rotor blades distributed in a peripheral direction with equal gaps around a free cross-flow chamber
DE3018211A1 (en) Wind turbine with vertical axis - has blade profiles adjusted by wind direction to achieve max. efficiency
DE2615492B2 (en) BLOW-OFF FOR A REACTOR SAFETY VALVE
AT509995B1 (en) WIND TURBINE
DE1607660B2 (en) CENTRIFUGAL SEPARATOR FOR SEPARATING SOLID OR LIQUID PARTICLES FROM GASES
AT511478B1 (en) WIND TURBINE
AT510208B1 (en) WIND TURBINE
DE1280058B (en) Entry or exit opening for a flow medium with shutter-like closing wings
DE102006013864B3 (en) Power plant for condensation of water vapors, has condensing system and building structure has tunnel- like wind passage by which cooling air flows or sucked under heat exchanger elements
DE2458321A1 (en) Piston type adjusting valve - has perforated piston ballasted internally with particles of solid material
DE10145865A1 (en) Wind and water power system has 2 vertical throughflow rotors optionally fitted with 4 and 5 aerodynamic vanes on left and right with small inner, large outer control surfaces on left and right
AT515810A1 (en) Gas distribution device
DE102013206873A1 (en) demister
AT510209B1 (en) WIND TURBINE
DE2229317C3 (en) Tower crane
WO2016078648A2 (en) Energy wind profile, facade element, building, method and use for using energy wind profiles and/or a facade element
DE7304408U (en) VENTURI GIANT TOWER WITH VARIABLE CONFIGURATION

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20150804