AT523838B1

AT523838B1 - wind turbine

Info

Publication number: AT523838B1
Application number: ATA50934/2020A
Authority: AT
Inventors: Gruber Johann
Original assignee: Gruber Johann
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-12-15
Also published as: WO2022006611A1; AT523838A4

Abstract

Windkraftanlage zum Erzeugen von Rotationsenergie, wobei ein Rotor (4) mit einer Rotationsachse (2) vorgesehen ist , welcher Rotor (4) durch einen von Wind erzeugten Luftstrom antreibbar ist, der Rotor (4) eine Vielzahl von sich axial und/oder radial erstreckenden Rotorblättern (5) aufweist und der Rotor (4) mit einer Antriebswelle (6) zur Entnahme der Rotationsenergie verbunden ist, wobei die Windkraftanlage (1) ein Gehäuse (7) und eine Leiteinrichtung (23) aufweist, wobei der Rotor (4) innerhalb der Leiteinrichtung (23) angeordnet ist und das Gehäuse (7) zusammen mit der Leiteinrichtung (23) dazu ausgebildet ist, den Luftstrom so zu leiten, dass der Rotor (4) quer zur Rotationsachse (2) angeströmt wird.Wind power plant for generating rotational energy, a rotor (4) having a rotational axis (2) being provided, which rotor (4) can be driven by an air flow generated by the wind, the rotor (4) having a plurality of axially and/or radially extending rotors Has rotor blades (5) and the rotor (4) is connected to a drive shaft (6) for extracting the rotational energy, the wind turbine (1) having a housing (7) and a guide device (23), the rotor (4) inside of the guide device (23) and the housing (7) is designed together with the guide device (23) to guide the air flow in such a way that the rotor (4) is flown across the axis of rotation (2).

Description

description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windkraftanlage zum Erzeugen von Rotationsenergie mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. The present invention relates to a wind turbine for generating rotational energy with the features of the preamble of claim 1.

[0002] Gattungsgemäße Windkraftanlagen verfügen über einen Rotor, welcher durch Windenergie angetrieben wird und zu einer Rotation um eine Rotationsachse ausgebildet ist. In der Regel weisen diese Rotoren eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Rotorblättern auf, wobei die Rotorblätter dermaßen ausgebildet sind, dass eine translatorische Strömung des Windes möglichst optimal in eine Rotationsbewegung des Rotors umgesetzt werden kann. Generic wind turbines have a rotor which is driven by wind energy and is designed to rotate about an axis of rotation. As a rule, these rotors have a large number of axially extending rotor blades, the rotor blades being designed in such a way that a translational flow of the wind can be converted into a rotational movement of the rotor as optimally as possible.

[0003] Die Rotorblätter sind dabei in der Regel über den Rotor mit einer Antriebswelle verbunden, wobei die Antriebswelle zur Entnahme einer Rotationsenergie vorgesehen ist. Diese Rotationsenergie kann durch verschiedenste Arten genutzt werden, wie beispielsweise zum Antreiben eines elektrischen Generators, welcher die Rotationsenergie in elektrische Leistung umsetzt. Jedoch sind auch durchaus andere Arten der Nutzung der Rotationsenergie bekannt, wie beispielsweise der Antrieb einer Pumpe, das Antreiben einer Fertigungsmaschine usw. The rotor blades are usually connected via the rotor to a drive shaft, the drive shaft being provided for removing rotational energy. This rotational energy can be used in a variety of ways, such as driving an electrical generator, which converts the rotational energy into electrical power. However, other ways of using rotational energy are also known, such as driving a pump, driving a production machine, etc.

[0004] Gattungsgemäße Windkraftanlagen weisen eine Rotationsachse des Rotors quer zu einer Windrichtung auf, wie es beispielsweise durch die US 2,170,911 A, die US 713,094 A, die US 2,441,635 A, die US 1,915,689 A, die EP 1 144 865 B1, die ITFI20110123 A1, die US 2003/ 133782 A1, die US 2010/143096 A1 oder auch die EP 1 546 552 B1 gezeigt ist. [0004]Generic wind turbines have an axis of rotation of the rotor transverse to a wind direction, as is shown, for example, by US Pat. Nos. 2,170,911 A, US Pat , US 2003/133782 A1, US 2010/143096 A1 or EP 1 546 552 B1.

[0005] Bei diesen Windkraftanlagen tritt der Wind in einer Windrichtung quer zur Rotationsachse des Rotors heran, wobei der Rotor mit einer projizierenden Fläche parallel zur Rotationsachse und senkrecht zur Windrichtung ausgerichtet ist. Dabei ist es der Fall, dass eine Umfangseite des Rotors immer in Windrichtung läuft und die gegenüberliegende Umfangseite des Rotors sich gegen die Windrichtung bewegt, wodurch strömungstechnisch stets an einer Seite der Rotor angetrieben wird und die gegenüberliegende Seite durch die gegenläufige Bewegung zur Windrichtung den Rotor bremst. In these wind turbines, the wind occurs in a wind direction transverse to the axis of rotation of the rotor, the rotor being aligned with a projecting surface parallel to the axis of rotation and perpendicular to the wind direction. It is the case that one peripheral side of the rotor always runs in the direction of the wind and the opposite peripheral side of the rotor moves against the wind direction, which means that the rotor is always driven on one side in terms of flow and the opposite side brakes the rotor by moving in the opposite direction to the wind direction .

[0006] Um diesen Effekt der Bremsung zu verkleinern, schlagen die oben genannten Dokumente des Standes der Technik vor, stets die Rotorblätter, welche sich in Windrichtung bewegen, durch spezielle Mechanismen auszuklappen und eine Strömungsfläche so zu vergrößern, dass die Antriebsleistung des Rotors erhöht wird. Sobald sich das Rotorblatt jedoch der gegenüberliegenden Seite nähert und entgegen der Windrichtung läuft, werden die Rotorblätter eingeklappt, um einen minimierten Querschnitt zu verwirklichen, wobei der Rotor durch den gegenläufigen Wind nicht oder nur in einem geringen Maß gebremst wird. In order to reduce this effect of braking, the above-mentioned prior art documents propose always using special mechanisms to fold out the rotor blades that move downwind and to increase a flow area in such a way that the drive power of the rotor is increased . However, as soon as the rotor blade approaches the opposite side and runs against the wind direction, the rotor blades are folded in order to realize a minimized cross section, whereby the rotor is not braked or only to a small extent by the opposite wind.

[0007] Nachteilig an bekannten Ausgestaltungen des Standes der Technik ist, dass immer nur ein Kleinteil des Rotors oder nur ein Teil der vorgesehenen Rotorblätter in Eingriff stehen und somit nur ein kleiner zur Verfügung stehender Teil des Rotors Windenergie in Rotationsenergie umsetzt. A disadvantage of known configurations of the prior art is that only a small part of the rotor or only part of the provided rotor blades are engaged and thus only a small available part of the rotor converts wind energy into rotational energy.

[0008] Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Rotoren in der Regel gegenüber der Umgebung offenstehen und leicht durch äußere Einflüsse - wie beispielsweise durch Objekte, welche im Wind getragen werden, - beschädigt werden können. Another disadvantage is that the rotors are usually open to the environment and easily by external influences - such as objects that are carried in the wind - can be damaged.

[0009] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftanlage bereitzustellen, welche einen höheren Nutzungsgrad zulässt und/oder eine höhere Rotationsenergie bei gleichem Bauraum generiert und/oder eine geschütztere Bauweise für den Rotor der Windkraftanlage gegenüber äußeren Einflüssen darstellt. The present invention is based on the object of providing a wind power plant which permits a higher degree of utilization and/or generates higher rotational energy with the same installation space and/or represents a more protected design for the rotor of the wind power plant in relation to external influences.

[0010] Diese Aufgabe wird durch eine Windkraftanlage zur Erzeugung von Rotationsenergie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. [0010] This object is achieved by a wind turbine for generating rotational energy with the features of claim 1.

[0011] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Windkraftanlage ein Gehäuse und eine Leiteinrichtung aufweist, wobei der Rotor im Gehäuse angeordnet ist und das Gehäuse zusammen mit der Leiteinrichtung dazu ausgebildet ist, den Luftstrom so zu leiten, dass der Rotor quer zur Rotationsachse angeströmt wird, wobei die Leiteinrichtung den Rotor im Wesentlichen um-According to the invention, it is provided that the wind power plant has a housing and a guide device, the rotor being arranged in the housing and the housing together with the guide device being designed to guide the air flow in such a way that the rotor is flown at transversely to the axis of rotation, wherein the guide means essentially encircle the rotor

schließt und Öffnungen zum Zuleiten des Luftstroms zum Rotor aufweist, wobei der Luftstrom zwischen Gehäuse und der Leiteinrichtung geleitet wird und in Teil-Luftströme aufgeteilt wird, sodass mehrere Rotorblätter gleichzeitig angeströmt werden. closes and has openings for supplying the air flow to the rotor, the air flow being guided between the housing and the guide device and being divided into partial air flows, so that several rotor blades are hit at the same time.

[0012] Ein den Rotor - vorzugsweise vollständig - umhüllendes Gehäuse hat den wesentlichen Vorteil, dass der Rotor vor äußeren Beschädigungseinflüssen geschützt wird. Das Risiko einer Beschädigung des Rotors oder der Rotorblätter des Rotors durch äußere Kräfte - wie sie beispielsweise durch im Wind getragene Objekte hervorgerufen werden können - wird minimiert. A rotor - preferably completely - enveloping housing has the significant advantage that the rotor is protected from external damage. The risk of damage to the rotor or the rotor blades of the rotor by external forces - such as those caused by objects carried in the wind - is minimized.

[0013] Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch das als Leitvorrichtung ausgebildete Gehäuse die Windrichtung dermaßen umgeleitet werden kann, dass sie der Wirkrichtung der Rotorblätter entspricht, wodurch eine optimale Ausnutzung der Windkraft erreicht wird und auch der Großteil - wenn nicht sogar alle - der Rotorblätter durch die Windenergie angetrieben werden können. A further advantage is that the wind direction can be diverted by the housing designed as a guiding device in such a way that it corresponds to the effective direction of the rotor blades, whereby an optimal utilization of the wind power is achieved and also the majority - if not all - of the Rotor blades can be driven by wind energy.

[0014] Weiters kann durch das Gehäuse und die Leiteinrichtung der Luftstrom dermaßen umgeleitet werden, dass gleichzeitig mehrere Rotorblätter des Rotors angeströmt werden. Durch das gleichzeitige Einwirken der Windkraft auf mehrere - vorzugsweise alle - Rotorblätter kann bei dennoch gleicher oder kleinerer Bauweise der Windkraftanlage eine höhere Rotationsenergie umgesetzt werden. [0014]Furthermore, the air flow can be diverted through the housing and the guide device in such a way that several rotor blades of the rotor are flown against at the same time. Due to the simultaneous action of the wind power on several—preferably all—rotor blades, a higher rotational energy can be implemented with the wind power installation being of the same or smaller construction.

[0015] Durch eine gewisse Verjüngung des Strömungswegs des Luftstroms kann sich außerdem ein höherer Druck aufbauen, der sich positiv auf die Effizienz der Windkraftanlage auswirken kann. A certain narrowing of the flow path of the air flow can also build up a higher pressure, which can have a positive effect on the efficiency of the wind turbine.

[0016] Es ist nicht nötig, die Windkraftanlage - beispielsweise durch Verkippen der Rotorblätter an eine Windrichtung anzupassen, wobei immer nur ein Teil der Rotorblätter vorteilhaft angeströmt werden würde. Es kann durch die Leitvorrichtung und das Gehäuse die Windrichtung in Radial- oder Tangentialrichtung der Rotorblätter des Rotors gelenkt werden (wobei sozusagen die Windrichtung an die Windkraftanlage angepasst wird). It is not necessary to adapt the wind turbine to a wind direction, for example by tilting the rotor blades, in which case only part of the rotor blades would be flown against in an advantageous manner. The wind direction can be steered in the radial or tangential direction of the rotor blades of the rotor by the guide device and the housing (whereby the wind direction is adapted to the wind turbine, so to speak).

[0017] Im Zuge der Erfindung sind unter Rotorblätter Komponenten des Rotors zu verstehen, welche durch ihre geometrische Ausgestaltung und/oder durch ihre räumliche Lage dazu ausgebildet sind, eine Strömungsrichtung eines Windes in eine Rotationsenergie des Rotors umzusetzen, wobei diese als Flügel, Turbinenschaufeln oder Ahnliches ausgestaltet sein können. In the course of the invention, rotor blades are components of the rotor which, due to their geometric design and/or their spatial position, are designed to convert the direction of flow of a wind into rotational energy of the rotor, with these being used as wings, turbine blades or Similar can be configured.

[0018] Darunter, dass der Rotor quer zur Rotationsachse angeströmt wird, kann verstanden werden, dass der auf die Rotorblätter treffende Luftstrom quer, d.h. beispielsweise radial, oder im in etwa rechten Winkel zur Rotationsachse ausgerichtet ist. The fact that the rotor is flown across the axis of rotation can be understood to mean that the air flow impinging on the rotor blades is aligned transversely, i.e. for example radially, or at an approximately right angle to the axis of rotation.

[0019] Insbesondere ist der Luftstrom erfindungsgemäß nicht in Richtung der Rotationsachse ausgerichtet, wenn er auf die Rotorblätter trifft. Komplexe Formen der Rotorblätter, wie sie von Windkraftanlagen mit frei rotierenden Rotorblättern (d.h. nicht in einem Gehäuse rotierenden Rotorblättern) bekannt sind, können dadurch vermieden werden. In particular, according to the invention, the air flow is not aligned in the direction of the axis of rotation when it strikes the rotor blades. Complex shapes of the rotor blades, as known from wind turbines with freely rotating rotor blades (i.e. rotor blades not rotating in a housing), can thus be avoided.

[0020] Gleichzeitig kann ein guter Wirkungsgrad erreicht werden. At the same time, good efficiency can be achieved.

[0021] Die Ausdrücke „radial“ und „axial“ werden im vorliegenden Dokument stets in Bezug auf die Rotationsachse des Rotors verwendet. The terms “radial” and “axial” are always used in this document in relation to the axis of rotation of the rotor.

[0022] Die Leiteinrichtung kann den Rotor im Wesentlichen umschließen und Öffnungen zum Zuleiten des Luftstroms zum Rotor aufweisen. The guiding device can essentially enclose the rotor and have openings for directing the air flow to the rotor.

[0023] Die Leiteinrichtung kann dafür eine zylindrische Grundform aufweisen, wobei die Öffnungen beispielsweise an der Mantelfläche der zylindrischen Grundform für eine tangentiale Anströmung des Rotors oder an stirnseitigen Deckflächen der zylindrischen Grundform für eine radiale Anströmung des Rotors angeordnet sein können. For this purpose, the guide device can have a cylindrical basic shape, with the openings being arranged, for example, on the outer surface of the cylindrical basic shape for a tangential flow of the rotor or on end-side cover surfaces of the cylindrical basic shape for a radial flow of the rotor.

[0024] Die Leiteinrichtung kann durch ein gehäuseähnliches Teil gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Leiteinrichtung durch Bürsten ausgebildet sein, deren Borsten so lang sind und so dicht angeordnet sind, dass ein Hindurchtreten des Luftstroms durch die Bürsten verhindert wird oder zumindest so effektiv unterdrückt wird, dass sich der gewünschte Strömungsweg einstellt. The guide device can be formed by a housing-like part. Alternatively or additionally, the guiding device can be formed by brushes, the bristles of which are so long and arranged so densely that passage of the air flow through the brushes is prevented or at least suppressed so effectively that the desired flow path is established.

[0025] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Further advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

[0026] Es kann vorgesehen sein, dass sich durch die Leitvorrichtung eine im Wesentlichen homogene, radiale Durchströmung vorzugsweise aller Rotorblätter des Rotors einstellt. Unter einer im Wesentlichen homogenen, radialen Durchströmung ist eine nahezu symmetrische, radiale Durchströmung des Rotors unter Vernachlässigung der Strömungsabweichungen und Verteilungen aufgrund von Reibung zu verstehen, wobei alle Rotorblätter ungefähr der gleichen Strömung ausgesetzt werden. It can be provided that a substantially homogeneous, radial flow through, preferably all rotor blades of the rotor, is set by the guide device. A substantially homogeneous, radial flow is to be understood as a nearly symmetrical, radial flow through the rotor, neglecting the flow deviations and distributions due to friction, with all rotor blades being exposed to approximately the same flow.

[0027] Es kann vorgesehen sein, dass sich durch das Gehäuse zusammen mit der Leiteinrichtung eine im Wesentlichen tangentiale Anströmung der Rotorblätter des Rotors einstellt. It can be provided that a substantially tangential flow of the rotor blades of the rotor is adjusted through the housing together with the guide device.

[0028] Unter tangentialer Anströmung wird verstanden, dass der auf die Rotorblätter treffende Luftstrom quer zur Rotationsachse ausgerichtet ist und die Rotationsache nicht kreuzt - d.h. tangential zur Bewegung der Rotorblätter ausgerichtet ist. Tangential flow means that the airflow impinging on the rotor blades is aligned transversely to the axis of rotation and does not cross the axis of rotation - i.e. is aligned tangentially to the movement of the rotor blades.

[0029] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass wenigstens ein Rotorblatt - vorzugsweise alle Rotorblätter - um eine Achse radial zum Rotor kippbar gelagert sind. Es kann dabei vorgesehen sein, dass wenigstens eine Verstellvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Verstellvorrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Rotorblatt - vorzugsweise alle Rotorblätter - um eine Achse radial zum Rotor zu verkippen. It is preferably provided that at least one rotor blade - preferably all rotor blades - are mounted tiltable about an axis radially to the rotor. It can be provided that at least one adjustment device is provided, the adjustment device being designed to tilt at least one rotor blade—preferably all rotor blades—about an axis radially to the rotor.

[0030] Somit kann es vorgesehen sein, dass durch eine Verkippung der Rotorblätter die Rotorblätter in Windrichtung einstellbar sind. Durch das Verkippen der Rotorblätter können diese zur optimalen Ausnutzung der Windkraft durch die Windkraftanlage beitragen und der Wirkungsgrad erhöht werden. It can thus be provided that the rotor blades can be adjusted in the wind direction by tilting the rotor blades. By tilting the rotor blades, they can contribute to the optimal utilization of the wind power by the wind turbine and the efficiency can be increased.

[0031] Eine möglichst senkrechte Einstellung der Rotorblätter zur Windrichtung (bei welcher eine Wirkfläche der Rotorblätter - projizierend in Windrichtung - maximiert wird) führt zu einem erhöhten Wirkungsgrad. An adjustment of the rotor blades that is as perpendicular as possible to the wind direction (in which an effective area of the rotor blades—projecting in the wind direction—is maximized) leads to increased efficiency.

[0032] Weiters wird die Möglichkeit generiert, die Rotorblätter (vorzugsweise an Positionen, bei welchen die Rotorblätter quer oder sogar gegen die Windrichtung laufen) einzuklappen, sodass sie eine möglichst geringe Gegenkraft zur Betriebsrichtung des Rotors einleiten. Furthermore, the possibility is generated to fold in the rotor blades (preferably at positions in which the rotor blades run transversely or even against the wind direction), so that they introduce as little counterforce as possible to the operating direction of the rotor.

[0033] Beim Einklappen der Rotorblätter gilt es, die Wirkfläche der Rotorblätter - die in Windrichtung projizierte Fläche der Rotorblätter - zu minimieren. When folding the rotor blades, it is important to minimize the effective area of the rotor blades—the area of the rotor blades projected in the direction of the wind.

[0034] Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Verstellvorrichtung als eine - vorzugsweise an eine Rotation des Rotors gebundene - zwangsgesteuerte Verstellvorrichtung ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise durch eine statisch angeordnete Kulisse erfolgen, wobei die Rotorblätter an dieser Kulisse (Steuerkurve) geführt werden. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Verstellvorrichtung durch steuerbare Stellmotoren ausgebildet ist, wobei vorzugsweise für ein jedes Rotorblatt ein separater Stellmotor vorgesehen ist. It can be provided that the at least one adjustment device is designed as a positively controlled adjustment device, preferably linked to a rotation of the rotor. This can be done, for example, by a statically arranged link, with the rotor blades being guided on this link (control curve). Alternatively, it can also be provided that the adjusting device is formed by controllable servomotors, with a separate servomotor preferably being provided for each rotor blade.

[0035] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine im Wesentlichen kugelförmige oder ellipsoide Innenform aufweist. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse durch eine dünnwandige Bauform innen und außen die gleiche Form aufweist. Dies kann beispielsweise durch eine Blechkonstruktion erreicht werden. It is preferably provided that the housing has a substantially spherical or ellipsoidal internal shape. Provision can particularly preferably be made for the housing to have the same shape on the inside and outside due to a thin-walled design. This can be achieved, for example, by a sheet metal construction.

[0036] Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse wenigstens eine Einlassöffnung aufweist, welche an einer der Windrichtung zugewandten Seite des Gehäuses angeordnet ist. Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass von der als Gehäuse ausgebildeten Leitvorrichtung die Strömung von der Einlassöffnung an den Rotor geleitet wird. Die Einlassöffnung kann durch eine einzelne Öffnung verwirklicht werden oder durch eine Vielzahl kleinerer Öffnungen, welche in Summe die gesamte Einlassöffnung bilden. Auch Ausgestaltungen sind denkbar, bei welchen in der Einlassöffnung oder den Öffnungen Netze oder Gitter angeordnet sind, welche durch den Wind beförderte Objekte vor dem Rotor oder den Rotorblättern aufhält (bevor diese Objekte Beschädigungen anrichten können). It can be provided that the housing has at least one inlet opening which is arranged on a side of the housing facing the wind direction. Provision can preferably be made for the flow from the inlet opening to be guided to the rotor by the guide device designed as a housing. The inlet opening can be realized by a single opening or by a multiplicity of smaller openings, which together form the entire inlet opening. Configurations are also conceivable in which nets or grids are arranged in the inlet opening or the openings, which stop objects carried by the wind in front of the rotor or the rotor blades (before these objects can cause damage).

[0037] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Gehäuse an der wenigstens einen Einlassöffnung eine Windfangeinrichtung aufweist. Eine solche Windfangeinrichtung kann beispielsweise trichterförmig ausgebildet sein und im Bereich der Einlassöffnung die angrenzende Strömung ebenfalls in Richtung der Einlassöffnung leiten, sodass sich gegebenenfalls im Bereich der Einlassöffnung ein Überdruck bildet. Eine Windfangeinrichtung kann beispielsweise aus Blechen gebildet sein, welche eine trichterförmige Einlassöffnung bilden und mit Hilfe der Windströmung einen Verdichter bilden. It is preferably provided that the housing has an air catcher device on the at least one inlet opening. Such a vestibule device can, for example, be funnel-shaped and in the area of the inlet opening also guide the adjacent flow in the direction of the inlet opening, so that an overpressure may form in the area of the inlet opening. A wind catcher device can be formed, for example, from metal sheets which form a funnel-shaped inlet opening and form a compressor with the aid of the wind flow.

[0038] Das Gehäuse kann - vorzugsweise an einer der Windrichtung abgewandten Seite - Überdruckklappen aufweisen. Diese Überdruckklappen können dazu ausgebildet sein, sich bei einem definierten im Gehäuse herrschenden Druck zu öffnen und somit das Gehäuse zu entlüften. The housing can—preferably on a side facing away from the wind direction—have overpressure flaps. These overpressure flaps can be designed to open at a defined pressure prevailing in the housing and thus to vent the housing.

[0039] Überdruckklappen können dazu vorgesehen sein, dass bei einem starken Wind die Windkraftanlage von einer Uberbelastung geschützt wird, sodass bei einem zu hohen im Gehäuse wirkenden Druck der Rotor nicht zu hohe Drehzahlen erreicht. Demzufolge können auftretende Beschädigungen des Rotors oder der Rotorblätter vermieden werden, indem sich die Klappen Öffnen und ein Überdruck im Gehäuse abgebaut wird. Overpressure flaps can be provided to protect the wind turbine from overloading in strong winds, so that the rotor does not rotate at excessive speeds if the pressure acting in the housing is too high. As a result, damage to the rotor or the rotor blades can be avoided by opening the flaps and reducing excess pressure in the housing.

[0040] Überdruckklappen können beispielsweise durch eine Federbetätigung gesteuert sein, wobei eine definierte - gegebenenfalls vorgespannte - Federkraft durch einen herrschenden Druck überschritten werden muss, sodass sich die Uberdruckklappen öffnen (anders ausgedrückt: die UÜberdruckklappen aufgedrückt werden). Overpressure flaps can be controlled, for example, by spring actuation, with a defined—possibly prestressed—spring force having to be exceeded by a prevailing pressure, so that the overpressure flaps open (in other words: the Uoverpressure flaps are pressed open).

[0041] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich durch die Leitvorrichtung ein Durchströmen des Rotors von Innen nach Außen ergibt. „Innen“ und „Außen“ definiert sich dabei durch die radiale Lage bezogen auf den Rotor. Demzufolge ist zu verstehen, dass durch die Leiteinrichtung eine Strömung eines Windes nah eines Rotationsmittelpunktes des Rotors geleitet wird, wobei die Strömung in radialer Richtung die Rotorblätter nach „außen“ hin durchdringt. It is preferably provided that the guide device results in a flow through the rotor from the inside to the outside. "Inside" and "outside" are defined by the radial position in relation to the rotor. Accordingly, it is to be understood that a flow of a wind near a center of rotation of the rotor is guided by the guide, the flow penetrating the rotor blades in a radial direction “outside”.

[0042] Es kann vorgesehen sein, dass die Leitvorrichtung wenigstens einen Einlenkkörper aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, den Luftstrom von innen auf eine Richtung quer zu der Rotationsachse umzuleiten. Der wenigstens eine Einlenkkörper kann beispielsweise im Inneren des Rotors angeordnet sein. It can be provided that the guide device has at least one deflection body, which is designed to redirect the air flow from the inside to a direction transverse to the axis of rotation. The at least one deflection body can be arranged, for example, inside the rotor.

[0043] Vorzugsweise ist eine Vielzahl an Einlenkkörpern vorgesehen. Diese Einlenkkörper können bevorzugt in einer Umfangsrichtung bezüglich der Rotationsachse gleichmäßig verteilt sein. [0043] A large number of deflection bodies is preferably provided. These deflection bodies can preferably be distributed uniformly in a circumferential direction with respect to the axis of rotation.

[0044] Es kann vorgesehen sein, dass die Windkraftanlage eine rotatorische Lagerung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Windkraftanlage in Windrichtung auszurichten. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die gesamte Windkraftanlage auf einem als rotatorische Lagerung ausgebildeten Drehtisch angeordnet ist, wobei der Drehtisch durch eine Rotation die Windkraftanlage stets in Windrichtung ausrichtet, sodass beispielsweise die Einlassöffnung immer direkt projizierend zu einer Windrichtung steht. It can be provided that the wind turbine has a rotary bearing, which is designed to align the wind turbine in the direction of the wind. For example, it can be provided that the entire wind power plant is arranged on a turntable designed as a rotary bearing, with the turntable always aligning the wind power plant in the wind direction by rotating, so that the inlet opening, for example, is always directly projecting to a wind direction.

[0045] Die Windkraftanlage kann vorzugsweise wenigstens ein Leitwerk und/oder eine Finne aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, die Windkraftanlage in Windrichtung auszurichten. The wind power plant can preferably have at least one tail unit and/or a fin, which is designed to align the wind power plant in the direction of the wind.

[0046] Die Windkraftanlage kann vorzugsweise wenigstens eine Ausrichtvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, die Windkraftanlage in Windrichtung auszurichten. Die wenigstens eine Ausrichtvorrichtung kann beispielsweise wenigstens einen Stellmotor aufweisen, welcher dazu ausgebildet ist, die Windkraftanlage durch eine Rotationsbewegung auszurichten. The wind power plant can preferably have at least one alignment device which is designed to align the wind power plant in the direction of the wind. The at least one alignment device can have at least one servomotor, for example, which is designed to align the wind power plant by means of a rotational movement.

[0047] Es kann vorgesehen sein, dass die Rotorblätter kippbar und/oder mit variabler Geometrie ausgestaltet sind. Durch eine kippbare Anordnung der Rotorblätter und/oder eine variable Geometrie der Rotorblätter kann der Wirkungsgrad der Windkraftanlage variiert werden. It can be provided that the rotor blades are designed to be tiltable and/or with variable geometry. The efficiency of the wind turbine can be varied by a tiltable arrangement of the rotor blades and/or a variable geometry of the rotor blades.

[0048] Bei einer schwachen Strömung des Windes können die Rotorblätter „flach gelegt“ werden, um auch schon bei minimalen Windgeschwindigkeiten einen maximalen Nutzen zu ziehen. Hingegen können bei einer starken Strömung des Windes (und einem hohen Volumendurchsatz) die Rotorblätter „steil gestellt“ werden. With a weak wind flow, the rotor blades can be "laid flat" in order to obtain maximum benefit even with minimal wind speeds. On the other hand, with a strong wind current (and a high volume throughput), the rotor blades can be “steered”.

[0049] Unter einer flachen Stellung der Rotorblätter ist zu verstehen, dass die Rotorblätter eine möglichst große projizierende Fläche gegenüber der Windrichtung aufweisen, wobei bei einer steilen Stellung der Rotorblätter eine möglichst geringe projizierende Fläche in Windrichtung realisiert wird. A flat position of the rotor blades means that the rotor blades have the largest possible projected area in relation to the wind direction, with a steep position of the rotor blades as small a projected area as possible being realized in the wind direction.

[0050] Eine variable Geometrie der Rotorblätter kann beispielsweise wie bei einer Flugzeugtragfläche ausgestaltet sein, wobei durch Strömungsklappen und/oder Höhenruder die Geometrie der Tragfläche veränderbar ist. A variable geometry of the rotor blades can be designed, for example, like that of an aircraft wing, with the geometry of the wing being changeable by flow flaps and/or elevators.

[0051] Vorzugsweise können zwölf Rotorblätter vorgesehen sein, welche beispielsweise gleichmäßig über den Umfang des Rotors aufgeteilt sind. [0051] Twelve rotor blades can preferably be provided, which, for example, are evenly distributed over the circumference of the rotor.

[0052] Es kann vorgesehen sein, dass sich die Rotorblätter in radialer Richtung überlappen. Durch eine überlappende Anordnung ist eine maximale Ausnützung der Windkraft möglich, indem in radialer Richtung des Rotors die projizierende Fläche in Windrichtung, welche durch die Rotorblätter gebildet wird, vollkommen geschlossen ist und somit in Windrichtung eine Strömung keine Möglichkeit hat, durch den Rotor durchzutreten ohne diesen auch anzutreiben. It can be provided that the rotor blades overlap in the radial direction. An overlapping arrangement enables maximum utilization of the wind power, in that the projecting surface in the wind direction, which is formed by the rotor blades, is completely closed in the radial direction of the rotor and thus a flow in the wind direction has no possibility of passing through the rotor without it also to drive.

[0053] Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Rotorblätter mit einer Schaufel-Geometrie ausgestaltet sind. [0053] For example, it can be provided that the rotor blades are designed with a blade geometry.

[0054] Eine einfache flache Geometrie der Rotorblätter ist aber natürlich auch im Sinne der Erfindung. [0054] A simple, flat geometry of the rotor blades is of course also within the meaning of the invention.

[0055] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Rotor grob in zylindrischer Form ausgebildet ist, wobei die den Zylinder ausbildenden Rotorblätter vorzugsweise einen Leerraum umschließen. It is preferably provided that the rotor is designed roughly in a cylindrical shape, with the rotor blades forming the cylinder preferably enclosing an empty space.

[0056] Es kann wenigstens ein weiteres Gehäuseteil vorgesehen sein, welches weitere Gehäuseteil dazu ausgebildet ist, die Abluft des Rotors - vorzugsweise an einer der Windrichtung abgewandten Seite des Gehäuses - abzuführen. At least one further housing part can be provided, which further housing part is designed to discharge the exhaust air of the rotor—preferably on a side of the housing facing away from the wind direction.

[0057] Das weitere Gehäuseteil kann direkt mit der Leiteinrichtung verbunden sein. [0057] The further housing part can be connected directly to the guide device.

[0058] Die Abfuhr kann beispielsweise über eine Auslassöffnung erfolgen. Die Abfuhr kann besonders bevorzugt an einer der Windrichtung abgewandten Seite des Gehäuses erfolgen, wobei an der der Windrichtung abgewandten Seite des Gehäuses durch die Strömung des Windes ein Unterdruck als Sogeffekt genutzt werden kann, um aus dem Gehäuse Luft zu ziehen und somit zusätzlich die Strömung durch das Gehäuse und somit durch den Rotor zusätzlich zu fördern. [0058] The discharge can take place, for example, via an outlet opening. The discharge can particularly preferably take place on a side of the housing facing away from the wind direction, with a negative pressure being able to be used as a suction effect on the side of the housing facing away from the wind direction due to the flow of the wind in order to draw air out of the housing and thus also the flow through to promote the housing and thus by the rotor in addition.

[0059] Es kann wenigstens ein Generator zur Erzeugung elektrischer Energie mit der Antriebswelle verbunden sein. At least one generator for generating electrical energy can be connected to the drive shaft.

[0060] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Rotor wenigstens zwei kreisringförmig ausgebildete Bauteile aufweist, zwischen welchen zwei kreisförmig ausgebildeten Bauteilen - vorzugsweise in Umfangnähe - die Rotorblätter angeordnet sind. Provision is preferably made for the rotor to have at least two annular components, between which two circular components the rotor blades are arranged—preferably in the vicinity of the circumference.

[0061] Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der wenigstens zwei Bauteile - vorzugsweise über wenigstens eine Strebe - mit der Antriebswelle verbunden ist. It can be provided that at least one of the at least two components is connected to the drive shaft, preferably via at least one strut.

[0062] Weitere Einzelheiten und Ausführungsformen der Erfindung sind anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung ersichtlich. Dabei zeigt: [0062] Further details and embodiments of the invention can be seen from the figures and the associated description of the figures. It shows:

[0063] Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage, 1 shows a first exemplary embodiment of a wind power plant according to the invention,

[0064] Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1, Figure 2 is a side view of Figure 1;

[0065] Fig. 3 eine Draufsicht der Fig. 1, Figure 3 is a plan view of Figure 1;

[0066] Fig. 4 eine Frontalansicht der Fig. 1, Figure 4 is a front view of Figure 1;

[0067] Fig. 5 CD weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanage, [0067] FIG. 5 CD further exemplary embodiment of a wind turbine according to the invention,

[0068] Fig. 6 eine Seitenansicht der Fig. 5, Figure 6 is a side view of Figure 5;

[0069] Fig. 7 eine Draufsicht der Fig. 5, Figure 7 is a plan view of Figure 5;

[0070] Fig. 8 eine Frontalansicht der Fig. 5, Figure 8 is a front view of Figure 5;

[0071] Fig. 9 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage, [0072] Fig. 10 eine Seitenansicht der Fig. 9, 9 shows a third exemplary embodiment of a wind power plant according to the invention, [0072] FIG. 10 shows a side view of FIG. 9,

[0073] Fig. 11 eine Draufsicht der Fig. 9, Figure 11 is a plan view of Figure 9;

[0074] Fig. 12 eine Frontalansicht der Fig. 9, [0075] Fig. 13-16 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage, 12 a front view of FIG. 9, [0075] FIGS. 13-16 a fourth exemplary embodiment of a wind turbine according to the invention,

[0076] Fig. 17 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage, 17 shows a fifth exemplary embodiment of a wind power plant according to the invention,

[0077] Fig. 18, 19 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 18, 19 a sixth exemplary embodiment of a wind turbine according to the invention

[0078] Fig. 20 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage, 20 shows a sixth exemplary embodiment of a wind power plant according to the invention,

[0079] Fig. 21 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 20, Fig. 21 is a side view of the embodiment of Fig. 20;

[0080] Fig. 22 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 20, [0081] Fig. 23 eine Frontalansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 20, [0082] Fig. 24 eine Detailansicht der Ausführungsbeispiels aus Fig. 20, und [0083] Fig. 25 eine Explosionsdarstellung der Fig. 24. 22 shows a plan view of the embodiment from FIG. 20, [0081] FIG. 23 shows a front view of the embodiment from FIG. 20, [0082] FIG. 24 shows a detailed view of the embodiment from FIG. 20, and [0083] FIG 25 is an exploded view of FIG.

[0084] Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1 in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung. 1 shows a first exemplary embodiment of a wind power plant 1 according to the invention in a perspective, partially sectioned illustration.

[0085] Diese Windkraftanlage 1 kann über eine Befestigungsplatte 19 an einem Untergrund befestigt werden, wobei ein Turm, ein Dach einer Lagerhalle, ein Dach eines Hauses oder eine andere Unterlage geeignet ist. Vorzugsweise ist die Windkraftanlage 1 über die Befestigungsplatte 19 im Untergrund verankert. This wind turbine 1 can be fixed to a base via a mounting plate 19, a tower, a roof of a warehouse, a roof of a house or other base being suitable. The wind turbine 1 is preferably anchored to the ground via the fastening plate 19 .

[0086] Die Windkraftanlage 1 ist über die rotatorische Lagerung 12 an der Befestigungsplatte 19 rotatorisch angeordnet und weist ein Gehäuse 7 und einen damit verbundenen Rahmen 20 auf. The wind turbine 1 is arranged in rotation on the mounting plate 19 via the rotary bearing 12 and has a housing 7 and a frame 20 connected thereto.

[0087] Der Rahmen 20 ist mit zwei Finnen 14 und einem drehbaren Leitwerk 13 verbunden, wodurch eine Ausrichtung der Windkraftanlage 1 in Windrichtung vorgenommen werden kann. The frame 20 is connected to two fins 14 and a rotatable tail unit 13, as a result of which the wind turbine 1 can be aligned in the direction of the wind.

[0088] Demzufolge wird die Windkraftanlage 1 mit der Einlassöffnung 8 des Gehäuses 7 durch die Finnen 14 und das Leitwerk 13 immer so durch die Windrichtung 3 ausgerichtet, dass der Wind (genauer gesagt die Strömung des Windes) direkt - vorzugsweise senkrecht - in die Einlassöffnung 8 eintritt. Accordingly, the wind turbine 1 with the inlet opening 8 of the housing 7 is always aligned by the fins 14 and the tail unit 13 through the wind direction 3 so that the wind (more precisely, the flow of the wind) directly - preferably vertically - into the inlet opening 8 occurs.

[0089] Im Gehäuse 7 ist im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 die Leiteinrichtung 23 angeordnet, wobei das Gehäuse 7 die Leitvorrichtung 23 umschließt und der Rotor 4 innerhalb der Leiteinrichtung 23 angeordnet ist. The guide device 23 is arranged in the housing 7 in the exemplary embodiment of FIGS.

[0090] Im Gehäuse 7 ist der Rotor 4 über das Gehäusegestell 21 gelagert, wobei der Rotor 4 durch zwei Bauteile 17 gebildet wird, zwischen welchen zwei Bauteilen 17 die Rotorblätter 5 angeordnet sind. The rotor 4 is mounted in the housing 7 via the housing frame 21, the rotor 4 being formed by two components 17, between which two components 17 the rotor blades 5 are arranged.

[0091] Der Rotor 4 ist über Streben 18 mit der Antriebswelle 6 verbunden, wobei durch den Rotor 4 eine Windrichtung - genauer gesagt: durch die Strömung des Windes - eine Rotationsenergie auf die Antriebswelle 6 übertragen wird. The rotor 4 is connected to the drive shaft 6 via struts 18, with a wind direction through the rotor 4--more precisely: through the flow of the wind--rotational energy being transmitted to the drive shaft 6.

[0092] Die Rotorblätter 5 des Rotors 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel axial ausgerichtet und von einer Luftströmung durchströmt. In this exemplary embodiment, the rotor blades 5 of the rotor 4 are aligned axially and an air flow flows through them.

[0093] Die Rotationsenergie der Antriebswelle 6 wird direkt an den Generator 16 weitergeleitet, The rotational energy of the drive shaft 6 is passed directly to the generator 16,

welcher die Rotationsenergie in elektrische Energie umsetzt. which converts the rotational energy into electrical energy.

[0094] Des Weiteren ist ein weiteres Gehäuseteil 15 vorgesehen, welches die Luft vom Rotor 4 nach Durchströmen wieder aus dem Gehäuse 7 durch die Auslassöffnung 9 ableitet. In addition, a further housing part 15 is provided, which diverts the air from the rotor 4 back out of the housing 7 through the outlet opening 9 after it has flowed through.

[0095] Die Auslassöffnung 9 ist an einer von der Windrichtung 3 abgewandten Seite des Gehäuses 7 angeordnet. The outlet opening 9 is arranged on a side of the housing 7 facing away from the wind direction 3 .

[0096] Zusätzlich sind an der Einlassöffnung 8 - genauer gesagt: am Umfang der Einlassöffnung 8 - Bleche angeordnet, welche eine Windfangeinrichtung 10 darstellen. In addition, at the inlet opening 8 - to put it more precisely: at the periphery of the inlet opening 8 - metal sheets are arranged, which represent a wind catching device 10 .

[0097] Die Windfangeinrichtung 10 ist dermaßen ausgebildet, dass sie projizierend zur Windrichtung 3 zusätzlich Strömung angrenzend an die Einlassöffnung 8 in die Einlassöffnung 8 einleitet, wodurch ein Überdruck an der Einlassöffnung 8 generiert werden kann. The wind catching device 10 is designed in such a way that, projecting towards the wind direction 3, it introduces an additional flow adjacent to the inlet opening 8 into the inlet opening 8, as a result of which an overpressure can be generated at the inlet opening 8.

[0098] Zur weiteren Erklärung des Strömungsverlaufes durch das Gehäuse 7 wird auch auf die Figuren 2 und 3 verwiesen, wobei in Fig. 2 eine seitliche Schnittdarstellung der Fig. 1 dargestellt ist und Fig. 3 eine Draufsicht auf die Fig. 1 zeigt. For a further explanation of the course of flow through the housing 7, reference is also made to FIGS. 2 and 3, with FIG. 2 showing a lateral sectional view of FIG. 1 and FIG. 3 showing a plan view of FIG.

[0099] Nach Eintreten der Luftströmung durch die Einlassöffnung 8, wobei die Luftströmung in Windrichtung 3 in die Einlassöffnung 8 eingeblasen wird, wird durch die Leitvorrichtung 23 und das Gehäuse 7 die Strömung in das Zentrum des Rotors 4 geleitet. Die Luftströmung wird somit zwischen Leiteinrichtung 23 und Gehäuse 7 ins Zentrum des Rotors 4 geleitet. After the air flow has entered through the inlet opening 8, the air flow being blown into the inlet opening 8 in the direction of the wind 3, the flow is guided into the center of the rotor 4 by the guiding device 23 and the housing 7. The air flow is thus guided into the center of the rotor 4 between the guide device 23 and the housing 7 .

[00100] Die umgeleiteten Teil-Luftströme treffen im Inneren des Rotors 4 zusammen und durchströmen anschließend die Rotorblätter 5 radial. Optional kann der Luftstrom nur von einer Seite axial ins Innere des Rotors 4 gelangen und durch die Leiteinrichtung 23 in radiale Richtung umgelenkt werden. The diverted partial air flows meet inside the rotor 4 and then flow through the rotor blades 5 radially. Optionally, the air flow can enter the interior of the rotor 4 axially from one side only and be deflected in the radial direction by the guide device 23 .

[00101] Von diesem Zentrum des Rotors 4 strömt der Wind durch die Rotorblätter 5 des Rotors 4 radial nach außen. From this center of the rotor 4, the wind flows through the rotor blades 5 of the rotor 4 radially outwards.

[00102] Die Rotorblätter 5 (wie sehr gut in Fig. 2 zu erkennen ist) überlappen sich dabei gegenseitig in radialer Richtung, wodurch eine optimale Umsetzung der Strömung in eine Rotationsenergie des Rotors 4 gewährleistet wird. The rotor blades 5 (as can be seen very well in FIG. 2) overlap one another in the radial direction, as a result of which an optimal conversion of the flow into rotational energy of the rotor 4 is ensured.

[00103] Nach Durchströmen der Rotorblätter 5 wird die Strömung an Luft durch das weitere Gehäuseteil 15 aufgefangen und über die Auslassöffnung 9 abgeleitet, welche sich an einer abgewandten Seite des Gehäuses 7 von der Windrichtung 3 befindet. After flowing through the rotor blades 5, the air flow is caught by the further housing part 15 and discharged via the outlet opening 9, which is located on a side of the housing 7 facing away from the wind direction 3.

[00104] Das weitere Gehäuseteil 15 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch die innere Oberfläche der Leiteinrichtung 23 ausgebildet. The further housing part 15 is formed by the inner surface of the guide device 23 in this embodiment.

[00105] Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass sich durch die Umströmung des Windes an der abgewandten Seite der Windrichtung 3 des Gehäuses 7 ein leichter Unterdruck bildet, welcher eine zusätzliche Sogwirkung auf die Auslassöffnung 9 ausübt, wodurch des Weiteren die Strömung durch das Gehäuse 7, 15 und den Rotor 4 gefördert wird. This has the additional advantage that the flow of wind around the housing 7 on the side facing away from the wind direction 3 creates a slight negative pressure, which exerts an additional suction effect on the outlet opening 9, which also causes the flow through the housing 7 , 15 and the rotor 4 is promoted.

[00106] Weiters weist das Gehäuse 7 (hierbei ist auf Fig. 2 zu verweisen) Überdruckklappen 11 auf, welche durch eine Feder vorgespannt sind. Furthermore, the housing 7 (here reference is made to FIG. 2) has overpressure flaps 11 which are preloaded by a spring.

[00107] Wenn nun der Druck im Gehäuse 7 ein definiertes Druckmaximal überschreitet, öffnen sich die Uberdruckklappen 11, da der Druck, welcher auf die Klappen 11 wirkt, in einer Kraft auf die Federn resultiert, welche die Vorspannung übertrifft und somit eine Öffnung der Überdruckklappen 11 bewirkt. If the pressure in the housing 7 exceeds a defined maximum pressure, the overpressure flaps 11 open, since the pressure acting on the flaps 11 results in a force on the springs that exceeds the preload and thus opens the overpressure flaps 11 causes.

[00108] Durch dieses Öffnen bei Überdruck kann das Gehäuse 7 entlüftet werden und eine Begrenzung geschaffen werden, sodass der Rotor 4 bei hohen Windgeschwindigkeiten nicht zunehmend in seiner Geschwindigkeit beschleunigt wird, bis eine Beschädigung auftritt. This opening at overpressure allows the housing 7 to be vented and a limitation to be created so that the rotor 4 is not increasingly accelerated in speed at high wind speeds until damage occurs.

[00109] Fig. 4 zeigt eine Frontalansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Fig. 1, wobei die einzelnen inneren Teile der Windkraftanlage 1 nochmals gut durch die Einlassöffnung 8 erkennbar sind. FIG. 4 shows a front view of the first exemplary embodiment of FIG. 1, the individual inner parts of the wind turbine 1 being clearly visible again through the inlet opening 8.

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[00110] Die Fig. 5 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Windkraftanlage 1, wobei Fig. 5 eine geschnittene perspektivische Seitenansicht zeigt. 5 shows a further exemplary embodiment of a wind turbine 1 according to the invention, with FIG. 5 showing a sectioned perspective side view.

[00111] Die Rotorblätter 5 des Rotors 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel radial ausgerichtet und von einer Luftströmung tangential angeströmt. The rotor blades 5 of the rotor 4 are aligned radially in this exemplary embodiment and an air flow flows tangentially against them.

[00112] Entgegen dem zuvor gezeigten Beispiel werden im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 der Rotor 4 und die Rotorblätter 5 tangential angeströmt. Contrary to the example shown above, the rotor 4 and the rotor blades 5 are tangentially flowed in the embodiment of FIG.

[00113] Durch das Gehäuse 7 wird die Strömung über den Umfang der Leiteinrichtung 23 verteilt, wobei die Strömung durch die zwei Öffnungen der Leiteinrichtung 23 an die Rotorblätter 5 des Rotors 4 weitergeleitet wird und anschließend die Strömung über die Auslassöffnung 9 und das weitere Gehäuseteil 15 aus der Windkraftanlage 1 abgeleitet wird. The flow is distributed over the circumference of the guide device 23 by the housing 7, with the flow being passed on through the two openings of the guide device 23 to the rotor blades 5 of the rotor 4 and then the flow via the outlet opening 9 and the further housing part 15 is derived from the wind turbine 1.

[00114] Die Abdichtung zwischen Rotor 4 und weiterem Gehäuse 15 erfolgt durch Bürsten 22. The seal between the rotor 4 and further housing 15 is provided by brushes 22.

[00115] Zum einen wird der durch die Einlassöffnung 8 eintretende Luftstrom direkt über eine Öffnung der Leiteinrichtung 23 tangential an die Rotorblätter 5 weitergeleitet. On the one hand, the air flow entering through the inlet opening 8 is forwarded tangentially to the rotor blades 5 directly via an opening in the guide device 23 .

[00116] Ein weiterer Teil des durch die Einlassöffnung 8 eintretenden Luftstroms wird zwischen dem Gehäuse 7 und der Leiteinrichtung 23 an eine weitere (hintere) Öffnung der Leiteinrichtung geleitet, wobei durch diese weitere (hintere) Öffnung der Leiteinrichtung der Luftstrom an die Rotorblätter 5 herantritt. Another part of the airflow entering through the inlet opening 8 is guided between the housing 7 and the guide device 23 to a further (rear) opening of the guide device, with the airflow approaching the rotor blades 5 through this further (rear) opening of the guide device .

[00117] Der Luftstrom wird von der weiteren (hinteren) Öffnung der Leiteinrichtung durch die Rotationsbewegung des Rotors 4 und der Rotorblätter 5 bis zu einem Durchgang 24 in der Leiteinrichtung 23 getragen, durch welchen zumindest ein Teil des Luftstromes aus dem Rotor 4 in ein weiteres Gehäuseteil 15 entweichen kann, welches diesen Teil des Luftstromes über die Auslassöffnung 9 aus dem Gehäuse 7 hinausführt. The air flow is carried from the further (rear) opening of the guide device by the rotational movement of the rotor 4 and the rotor blades 5 to a passage 24 in the guide device 23, through which at least part of the air flow from the rotor 4 into another Housing part 15 can escape, which leads out of the housing 7 via the outlet opening 9 this part of the air flow.

[00118] Die Bürsten 22 im Bereich der Öffnungen der Leiteinrichtung 23 dienen der Abdichtung zwischen Rotor 4 (genauer gesagt den Rotorblättern 5) und der Leiteinrichtung 23. The brushes 22 in the area of the openings of the guide device 23 serve to seal between the rotor 4 (more precisely, the rotor blades 5) and the guide device 23.

[00119] Fig. 6 stellt eine seitliche Schnittdarstellung und Fig. 7 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 dar. Fig. 8 zeigt eine Frontalansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 5. Fig. 6 shows a side sectional view and Fig. 7 shows a top view of the embodiment of Fig. 5. Fig. 8 shows a front view of the embodiment of Fig. 5.

[00120] Die übrigen Teile des Ausführungsbeispiels der Fig. 6 bis 8 entsprechen denen der Fig. 1 bis 4. The remaining parts of the embodiment of FIGS. 6 to 8 correspond to those of FIGS. 1 to 4.

[00121] Die Figuren 9 bis 12 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1. Fig. 10 stellt eine seitliche Schnittdarstellung und Fig. 11 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 9 dar. Fig. 12 zeigt eine Frontalansicht des dritten Ausführungsbeispiels der Fig. 9. Figures 9 to 12 show a third exemplary embodiment of a wind power plant 1 according to the invention. 9.

[00122] Das Ausführungsbeispiel der Figuren 9 bis 12 entspricht im Wesentlichen dem der Fig. 6 bis 8 mit dem Unterschied, dass die Rotorblätter 5 eine schaufelförmige Gestalt aufweisen, wodurch der Wirkungsgrad der Windkraftanlage 1 erhöht werden kann. The exemplary embodiment of FIGS. 9 to 12 essentially corresponds to that of FIGS. 6 to 8 with the difference that the rotor blades 5 have a shovel-like shape, as a result of which the efficiency of the wind turbine 1 can be increased.

[00123] Die Figuren 13 bis 16 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1, wobei Fig. 15 eine seitliche Schnittdarstellung und Fig. 16 eine Frontalansicht des vierten Ausführungsbeispiels der Fig. 13 zeigt. Figures 13 to 16 show a fourth embodiment of a wind power plant 1 according to the invention, wherein FIG. 15 shows a lateral sectional view and FIG. 16 shows a front view of the fourth embodiment of FIG.

[00124] Das in den Fig. 13 bis 16 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Windkraftanlage 1 umfasst Rotorblätter 5, welche um eine Achse radial zum Rotor 4 kippbar ausgestaltet sind. The exemplary embodiment of a wind power plant 1 illustrated in FIGS. 13 to 16 comprises rotor blades 5 which are designed such that they can be tilted radially to the rotor 4 about an axis.

[00125] Durch die Verstellvorrichtung 25 lassen sich die Rotorblätter verkippen. Die Verstellvorrichtung 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine an die Rotation des Rotors 4 gebundene zwangsgesteuerte Verstellvorrichtung 25 ausgebildet. The rotor blades can be tilted by the adjustment device 25 . In this exemplary embodiment, the adjustment device 25 is designed as a positively controlled adjustment device 25 linked to the rotation of the rotor 4 .

[00126] Zur näheren Erklärung dieses Ausführungsbeispiels einer zwangsgesteuerten Verstellvorrichtung 25 wird auf die Fig. 14 verwiesen, welche eine vergrößerte Detailansicht der Fig. 13 im Bereich der Verstellvorrichtung 25 zeigt. For a more detailed explanation of this exemplary embodiment of a positively controlled adjusting device 25, reference is made to FIG. 14, which shows an enlarged detailed view of FIG. 13 in the area of the adjusting device 25.

[00127] Die hier dargestellte Verstellvorrichtung 25 verfügt über ein Führungsteil 26, welches The adjusting device 25 shown here has a guide part 26, which

Führungsteil 26 bewegungsschlüssig über das Verstellvorrichtungsgehäuse 29 mit dem Gehäusegestell 21 verbunden ist. Guide part 26 is connected to the housing frame 21 via the adjusting device housing 29 in a movement-locking manner.

[00128] Die Rotorblätter 5 dieses Ausführungsbeispiels sind um die Rotorblattwelle 32 kippbar an der Antriebswelle 6 gelagert, wobei eine Rotation der Rotorblätter 5 um die Antriebswelle 6 (und somit um die Rotationsachse 2) über die Rotorblattwellen 32 auf die Antriebswelle 6 übertragen wird. The rotor blades 5 of this exemplary embodiment are mounted on the drive shaft 6 such that they can be tilted about the rotor blade shaft 32, with a rotation of the rotor blades 5 about the drive shaft 6 (and thus about the axis of rotation 2) being transmitted to the drive shaft 6 via the rotor blade shafts 32.

[00129] Die Rotorblattwellen 32 sind über die Lagerelemente 30 gegenüber dem Gehäuse 7 gelagert, sodass die Rotorblätter 5 bei einer Verkippung um die Rotorblattwellen 32 ausreichend gestützt sind. The rotor blade shafts 32 are mounted in relation to the housing 7 via the bearing elements 30, so that the rotor blades 5 are sufficiently supported when they tilt about the rotor blade shafts 32.

[00130] An dem statisch gelagerten Führungsteil 26 erstreckt sich entlang des Umfanges 28 eine als Ausnehmung 31 ausgebildete Führungskulisse. In der Führungskulisse sind die Führungselemente 33 angeordnet, welche mit den Steuerungselementen 27 verbunden sind. A guide slot designed as a recess 31 extends along the circumference 28 of the statically mounted guide part 26 . The guide elements 33 , which are connected to the control elements 27 , are arranged in the guide link.

[00131] Die Führungselemente 33 sind wiederum bewegungsschlüssig an den Rotorblattwellen 32 angeordnet, wobei eine Verkippung der Führungselemente 33 zwangsläufig auch zu einer Verkippung der Rotorblätter 5 führt. The guide elements 33 are in turn arranged in a motion-locked manner on the rotor blade shafts 32 , with a tilting of the guide elements 33 inevitably also leading to a tilting of the rotor blades 5 .

[00132] Wenn nun die Rotorblätter 5 (angetrieben durch die Windkraft) um die Antriebswelle 6 (und somit um die Rotationsachse 2) rotieren, werden die Führungselemente 33 in der Ausnehmung 31 des Führungsteils 26 geführt. Durch die geometrische Ausgestaltung der Ausnehmung 31 (genau genommen die Veränderung der axialen Position bezogen auf die Rotationsachse 2 der Ausnehmung 31 entlang des Umfanges 28) ergibt sich eine Verkippung der Steuerungselemente 27. Durch die Verkippung der Steuerungselemente 27 verkippen auch die Rotorblattwellen 32 und die Rotorblätter 5. If the rotor blades 5 (driven by the wind force) now rotate about the drive shaft 6 (and thus about the axis of rotation 2), the guide elements 33 are guided in the recess 31 of the guide part 26. The geometric design of the recess 31 (strictly speaking, the change in the axial position relative to the axis of rotation 2 of the recess 31 along the circumference 28) results in a tilting of the control elements 27. The tilting of the control elements 27 also tilts the rotor blade shafts 32 and the rotor blades 5.

[00133] Zusammengefasst kann somit festgestellt werden, dass eine Verkippung der Rotorblätter 5 über die zwangsgesteuerte Verstellvorrichtung 25 erfolgt. In summary, it can thus be stated that the rotor blades 5 are tilted via the positively controlled adjustment device 25 .

[00134] Durch eine Verkippung der Rotorblätter 5 werden die Rotorblätter bezüglich der Windrichtung 3 eingestellt. Durch das Verkippen der Rotorblätter 5 können diese zur optimalen Ausnutzung der Windkraft durch die Windkraftanlage 1 beitragen und der Wirkungsgrad wird erhöht. The rotor blades are adjusted with respect to the wind direction 3 by tilting the rotor blades 5 . By tilting the rotor blades 5, they can contribute to optimal utilization of the wind power by the wind turbine 1 and the efficiency is increased.

[00135] Eine möglichst senkrechte Einstellung der Rotorblätter 5 zur Windrichtung 3 (bei welcher eine Wirkfläche der Rotorblätter 5 - projizierend in Windrichtung 3 - maximiert wird) führt zu einem erhöhten Wirkungsgrad. Setting the rotor blades 5 as perpendicularly as possible to the wind direction 3 (in which an effective area of the rotor blades 5—projecting in the wind direction 3—is maximized) leads to increased efficiency.

[00136] Weiters wird die Möglichkeit generiert, die Rotorblätter 5 (vorzugsweise an Positionen, bei welchen die Rotorblätter 5 quer oder sogar gegen die Windrichtung 3 laufen) einzuklappen, sodass sie eine möglichst geringe Gegenkraft zur Betriebsrichtung des Rotors 4 einleiten. Furthermore, the possibility is generated to fold in the rotor blades 5 (preferably at positions in which the rotor blades 5 run transversely or even against the wind direction 3) so that they introduce as little counterforce as possible to the operating direction of the rotor 4.

[00137] Fig. 17 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1, wobei die Windkraftanlage 1 auf einem Turm 35 angeordnet ist. 17 shows a fifth exemplary embodiment of a wind power plant 1 according to the invention, the wind power plant 1 being arranged on a tower 35 .

[00138] Diese Turmanwendungen sind vor allem von Offshore-Windparks bekannt, bei welchen Windkraftanlagen 1 auf Türmen zwischen 20 und 50 m (oder sogar höher) angeordnet sind. These tower applications are primarily known from offshore wind farms, in which wind turbines 1 are arranged on towers between 20 and 50 m (or even higher).

[00139] Diese Türme 35 sind in der Regel hohl ausgebildet, wobei in der Ausführungsvariante der Fig. 17 der Turm 35 und dessen Kaminwirkung ebenfalls durch die Windkraftanlage 1 genützt wird. These towers 35 are generally hollow, with the tower 35 and its chimney effect also being used by the wind turbine 1 in the embodiment variant of FIG.

[00140] So kann an windstillen Tagen über die Verschlussvorrichtung 34 die Einlassöffnung 8 geschlossen werden und eine fluide Strömung, welche durch die Kaminwirkung des Turmes 35 erzeugt wird, in das Gehäuse 7 der Windkraftanlage 1 geleitet werden. On calm days, the inlet opening 8 can be closed via the closure device 34 and a fluid flow, which is generated by the chimney effect of the tower 35, can be conducted into the housing 7 of the wind turbine 1.

[00141] Auch die Eintrittsöffnung des Turmes 35 in das Gehäuse 7 verfügt über eine Verschlussvorrichtung 34, sodass - wenn die Einlassöffnung 8 geöffnet ist - der über die Einlassöffnung eintretende Wind nicht über den Turm 35 abgeleitet wird, sondern die Windkraftanlage 1 durchläuft und über das weitere Gehäuseteil 15 verlässt. The inlet opening of the tower 35 into the housing 7 also has a closing device 34, so that when the inlet opening 8 is open, the wind entering through the inlet opening is not diverted through the tower 35, but instead passes through the wind turbine 1 and via the further housing part 15 leaves.

[00142] Diese Verschlussvorrichtungen 34, welche in Fig. 17 gezeigt sind, sind in diesem konThese closure devices 34, which are shown in Fig. 17, are in this con

kreten Ausführungsbeispiel durch Rolltore verwirklicht. concrete embodiment realized by roller shutters.

[00143] Die fluide Strömung über den Turm 35 wird insofern verwirklicht, dass in einem unteren Bereich des Turmes 35 über Einlassöffnungen Luft in den Turm 35 gelangt und innerhalb des Turmes 35 erwärmt wird. Nach den thermodynamischen Grundgesetzen steigt die erwärmte Luft auf, wodurch sich eine Strömung bildet, welche durch die Windkraftanlage 1 genützt werden kann. The fluid flow over the tower 35 is realized in that in a lower region of the tower 35 air enters the tower 35 via inlet openings and is heated inside the tower 35 . According to the basic thermodynamic laws, the heated air rises, creating a flow that can be used by the wind turbine 1 .

[00144] Die Windkraftanlage 1 ist wiederum gemäß des Ausführungsbeispiels der Figuren 9 bis 12 ausgebildet, wobei die Leiteinrichtung 23 den Luftstrom an die Rotorblätter 5 über die Durchgänge 24 leitet. The wind turbine 1 is in turn designed according to the embodiment of Figures 9 to 12, wherein the guide device 23 directs the air flow to the rotor blades 5 via the passages 24.

[00145] Die Figuren 18 und 19 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1, wobei Fig. 18 eine Seitenansicht der Windkraftanlage darstellt und Fig. 19 eine Frontalansicht. Figures 18 and 19 show a sixth embodiment of a wind power plant 1 according to the invention, wherein FIG. 18 shows a side view of the wind power plant and FIG. 19 shows a front view.

[00146] Im Ausführungsbeispiel der Figuren 18 und 19 ist das Gehäuse 7 der Windkraftanlage 1 als Leiteinrichtung 23 ausgebildet, wobei über die Durchgänge 24 ein Luftstrom an die Rotorblätter 5 des Rotors 4 herangeführt wird, um über den Rotor 4 die Antriebswelle 6 anzutreiben. In the exemplary embodiment of FIGS. 18 and 19, the housing 7 of the wind turbine 1 is designed as a guide device 23, with an air flow being guided to the rotor blades 5 of the rotor 4 via the passages 24 in order to drive the drive shaft 6 via the rotor 4.

[00147] Wie bereits in den zuvor im Detail behandelten Windkraftanlagen 1 wird anschließend der Luftstrom über das weitere Gehäuse 15 abgeleitet. [00147] As in the wind turbines 1 discussed in detail above, the air flow is then diverted via the additional housing 15 .

[00148] Um den Luftstrom optimal an die Rotorblätter 5 zu leiten, sind Windfangeinrichtungen 10 vorgesehen. In order to guide the air flow optimally to the rotor blades 5, wind trapping devices 10 are provided.

[00149] Die hier gezeigte Windkraftanlage 1 ist wiederum auf einem Turm 35 angeordnet. The wind turbine 1 shown here is in turn arranged on a tower 35 .

[00150] Die Windkraftanlage 1 ist wiederum über einen Rahmen 20 mit einem Leitwerk 13 und/oder einer Finne 14 verbunden, welche aus Gründen der UÜbersichtlichkeit in diesen Figuren nicht dargestellt ist. The wind turbine 1 is in turn connected via a frame 20 to a tail unit 13 and/or a fin 14, which is not shown in these figures for reasons of clarity.

[00151] Die Fig. 20 zeigt ein sechstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Windkraftanlage 1, wobei Fig. 20 eine geschnittene perspektivische Seitenansicht darstellt. 20 shows a sixth exemplary embodiment of a wind turbine 1 according to the invention, with FIG. 20 showing a sectioned perspective side view.

[00152] Fig. 21 stellt eine seitliche Schnittdarstellung und Fig. 22 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 20 dar. Fig. 23 zeigt eine Frontalansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 20. Fig. 21 shows a side sectional view and Fig. 22 shows a plan view of the embodiment of Fig. 20. Fig. 23 shows a front view of the embodiment of Fig. 20.

[00153] Die Luftströmung tritt in diesem Ausführungsbeispiel durch die Einlassöffnung 8 in die Windkraftanlage 1 ein, wobei die Luftströmung in Windrichtung 3 in die Einlassöffnung 8 eingeblasen wird. Des Weiteren wird durch die Leitvorrichtung 23 und das Gehäuse 7 die Strömung in das Zentrum des Rotors 4 geleitet. Die Luftströmung wird somit zwischen Leiteinrichtung 23 und Gehäuse 7 ins Zentrum des Rotors 4 geleitet. In this exemplary embodiment, the air flow enters the wind turbine 1 through the inlet opening 8 , the air flow being blown into the inlet opening 8 in the direction of the wind 3 . Furthermore, the flow is guided into the center of the rotor 4 by the guiding device 23 and the housing 7 . The air flow is thus guided into the center of the rotor 4 between the guide device 23 and the housing 7 .

[00154] Die umgeleiteten Teil-Luftströme treffen im Inneren des Rotors 4 zusammen und durchströmen anschließend die Rotorblätter 5 radial. Optional kann der Luftstrom nur von einer Seite axial ins Innere des Rotors 4 gelangen und durch die Leiteinrichtung 23 in radiale Richtung umgelenkt werden. The diverted partial air flows meet inside the rotor 4 and then flow radially through the rotor blades 5 . Optionally, the air flow can enter the interior of the rotor 4 axially from one side only and be deflected in the radial direction by the guide device 23 .

[00155] Im Vergleich zu der Ausführungsform der Fig. 1 - 4 weist das Ausführungsbeispiel der Fig. 20 im inneren Bereich des Rotors 4 Einlenkkörper 36 auf. In comparison to the embodiment of FIGS. 1-4, the embodiment of FIG. 20 has deflection bodies 36 in the inner area of the rotor 4 .

[00156] Diese Einlenkkörper 36 sind in diesem Ausführungsbeispiel Teil der Leiteinrichtung 23 und vorzugsweise starr mit derselben verbunden. In this exemplary embodiment, these deflection bodies 36 are part of the guide device 23 and are preferably rigidly connected to the same.

[00157] Die Leiteinrichtung 23 setzt sich in diesem Ausführungsbeispiel daher in das Innere des Rotors 4 fort. In this exemplary embodiment, the guide device 23 therefore continues into the interior of the rotor 4 .

[00158] Durch die keilförmig ausgebildeten Einlenkkörper 36 (sehr gut ersichtlich in Fig. 21) wird die einströmende Luftströmung umgelenkt und direkt an die Rotorblätter 5 des Rotors 4 weitergeleitet. The inflowing air flow is deflected and forwarded directly to the rotor blades 5 of the rotor 4 by the wedge-shaped deflection bodies 36 (can be seen very clearly in FIG. 21).

[00159] Durch die bogenförmig gestalteten, geneigten Einlenkkörper 36 kann somit die LuftströThe arcuate design, inclined Einlenkkörper 36 can thus the Luftströ

mung optimal an die Rotorblätter 5 angepasst werden, sodass die Wirkrichtung der Luftströmung möglichst quer oder nahezu normal auf die Rotorblätter 5 gerichtet wird, wodurch der Wirkungsgrad der Windkraftanlage 1 gesteigert werden kann. tion are optimally adapted to the rotor blades 5, so that the effective direction of the air flow is directed as transversely as possible or almost normal to the rotor blades 5, whereby the efficiency of the wind turbine 1 can be increased.

[00160] Durch die keilförmige Ausgestaltung der Einlenkkörper 36, wobei sich die Einlenkkörper 36 in Windrichtung aufweiten, kann zusätzlich eine Beschleunigung der Windgeschwindigkeit vorgenommen werden. Durch diese Beschleunigung der Luftströmung kann die Drehzahl des Rotors 4 bei gleicher an die Windkraftanlage 1 angreifender Windgeschwindigkeit erhöht werden, was sich wiederum positiv auf den Wirkungsgrad der Windkraftanlage 1 auswirkt. Due to the wedge-shaped configuration of the deflection bodies 36, with the deflection bodies 36 widening in the direction of the wind, the wind speed can also be accelerated. Due to this acceleration of the air flow, the rotational speed of the rotor 4 can be increased at the same wind speed acting on the wind power plant 1, which in turn has a positive effect on the efficiency of the wind power plant 1.

[00161] Die Rotorblätter 5 (wie sehr gut in Fig. 21 zu erkennen ist) überlappen sich dabei gegenseitig in radialer Richtung, wodurch eine optimale Umsetzung der Strömung in eine Rotationsenergie des Rotors 4 gewährleistet wird. The rotor blades 5 (as can be seen very well in FIG. 21) overlap one another in the radial direction, as a result of which an optimal conversion of the flow into rotational energy of the rotor 4 is ensured.

[00162] Nach Durchströmen der Rotorblätter 5 wird die Strömung an Luft durch das weitere Gehäuseteil 15 aufgefangen und über die Auslassöffnung 9 abgeleitet, welche sich an einer abgewandten Seite des Gehäuses 7 von der Windrichtung 3 befindet. After flowing through the rotor blades 5, the air flow is caught by the further housing part 15 and discharged via the outlet opening 9, which is located on a side of the housing 7 facing away from the wind direction 3.

[00163] Das weitere Gehäuseteil 15 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch die innere Oberfläche der Leiteinrichtung 23 ausgebildet. The further housing part 15 is formed by the inner surface of the guide device 23 in this embodiment.

[00164] Die durch Fig. 22 dargestellte Draufsicht (welche das Ausführungsbeispiel der Fig. 20 bis 23 in einem horizontalen Schnitt zeigt) lässt erkennen wie die Vielzahl an keilförmig ausgestalteten Einlenkkörper 36 im inneren Bereich des Rotors 4 angeordnet sind, wobei die Rotorblätter 5 die Einlenkkörper 36 umgeben. shown by Fig. 22 plan view (which shows the embodiment of Figs. 20 to 23 in a horizontal section) shows how the plurality of wedge-shaped deflection bodies 36 are arranged in the inner region of the rotor 4, the rotor blades 5 the Deflection body 36 surrounded.

[00165] Fig. 24 zeigt eine Detailansicht der zentralen Anordnung der Einlenkkörper 36 im Rotor 4 des Ausführungsbeispiels der Fig. 20 bis 23. Durch Fig. 25 ist eine Explosionsdarstellung der Fig. 24 gezeigt. 24 shows a detailed view of the central arrangement of the deflection bodies 36 in the rotor 4 of the exemplary embodiment in FIGS. 20 to 23. FIG. 25 shows an exploded view of FIG.

[00166] Durch die Fig. 24 und 25 ist ausführlich zu erkennen, wie die Windrichtung 3 von innen nach außen die Rotorblätter 5 durchläuft, um den Rotor 4 in eine Rotationsbewegung zu versetzen. It can be seen in detail from FIGS. 24 and 25 how the wind direction 3 runs through the rotor blades 5 from the inside to the outside in order to set the rotor 4 into a rotational movement.

[00167] Die durch die Leiteinrichtung 23 in das Innere des Rotors 4 geleitete Luft wird durch die mit der Leiteinrichtung 23 starr verbundenen Einlenkkörper 36 an die Rotorblätter 5 weitergeleitet. The air conducted through the guide device 23 into the interior of the rotor 4 is passed on to the rotor blades 5 by the deflection bodies 36 rigidly connected to the guide device 23 .

[00168] Die Rotorblätter 5 des Rotors 4 sind in radialer Richtung umgebend zu den Einlenkkörpern 36 angeordnet. The rotor blades 5 of the rotor 4 are arranged so as to surround the deflection bodies 36 in the radial direction.

[00169] Durch die Durchströmung der Rotorblätter 5 wird der Rotor 4 und somit die starr mit dem Rotor 4 verbundene Antriebswelle 6 in eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 2 versetzt, wobei der an die Antriebswelle 2 angebundene Generator 16 angetrieben wird. The flow through the rotor blades 5 causes the rotor 4 and thus the drive shaft 6, which is rigidly connected to the rotor 4, to rotate about the axis of rotation 2, with the generator 16 connected to the drive shaft 2 being driven.

[00170] Die Rotorblätter 5 können vorzugsweise verstellbar angeordnet sein, wobei sie entlang ihrer Längsachse verkippbar am Rotor 4 gelagert sein können. The rotor blades 5 can preferably be arranged in an adjustable manner, in which case they can be mounted on the rotor 4 such that they can be tilted along their longitudinal axis.

[00171] Nach Durchlaufen der Rotorblätter 5 des Rotors 4 wird die Strömung durch das weitere Gehäuseteil 15 über Auslassöffnung 9 der Windkraftanlage abgeführt. After passing through the rotor blades 5 of the rotor 4, the flow is discharged through the further housing part 15 via the outlet opening 9 of the wind turbine.

[00172] Die übrigen Teile des Ausführungsbeispiels der Fig. 20 bis 23 entsprechen denen der Fig. 1 bis 4. The remaining parts of the embodiment of FIGS. 20 to 23 correspond to those of FIGS. 1 to 4.

Österreichisches Austrian

BEZUGSZEICHENLISTE: REFERENCE LIST:

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Windkraftanlage Rotationsachse Windrichtung Wind turbine axis of rotation wind direction

Rotor rotor

Rotorblätter Antriebswelle Gehäuse Einlassöffnung Auslassöffnung Windfangeinrichtung Überdruckklappe Lagerung Rotor blades Drive shaft Housing Inlet opening Outlet opening Draft device Overpressure flap Storage

Leitwerk empennage

Finne fin

weiteres Gehäuseteil Generator another housing part generator

Bauteil component

Strebe Befestigungsplatte Rahmen Gehäusegestell Bürsten Leiteinrichtung Durchgang Verstellvorrichtung Führungsteil Steuerungselemente Umfang des Führungsteils Verstellvorrichtungsgehäuse Lagerelemente Ausnehmung Rotorblattwelle Führungselemente Verschlussvorrichtung Turm Strut Fastening plate Frame Housing frame Brushes Guiding device Passage Adjusting device Guide part Control elements Circumference of the guide part Adjusting device housing Bearing elements Recess Rotor blade shaft Guide elements Closing device tower

Einlenkkörper deflection body

AT 523 838 B1 2021-12-15 AT 523 838 B1 2021-12-15

Claims

patent claims

1. Wind turbine for generating rotational energy, wherein

- a rotor (4) with an axis of rotation (2) is provided, which rotor (4) can be driven by an air flow generated by the wind,

- the rotor (4) has a plurality of axially and/or radially extending rotor blades (5) and

- the rotor (4) is connected to a drive shaft (6) to extract the rotational energy,

wherein the wind turbine (1) has a housing (7) and a guide device (23), wherein

the rotor (4) is arranged within the guide device (23) and the housing (7) together

men with the guide device (23) is designed to direct the air flow so that the

Rotor (4) is flown transversely to the axis of rotation (2), wherein the guide device (23) the

Rotor (4) essentially encloses and at least one opening for supplying the air

current to the rotor (4), characterized in that the air flow between Ge

housing (7) and the guide device (23) and is divided into partial air flows,

so that several rotor blades (5) are flown at the same time.

2, wind power plant according to claim 1, characterized in that through the housing (7) together with the guide device (23) a substantially radial flow, preferably all rotor blades (5) of the rotor (4), adjusts.

3. Wind power plant according to one of the preceding claims, characterized in that a substantially tangential flow of the rotor blades (5) of the rotor (4) is adjusted through the housing (7) together with the guide device (23).

4. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one rotor blade (5) - preferably all rotor blades (5) - is mounted tiltably about an axis radially to the rotor (4).

5. Wind power plant according to the preceding claim, characterized in that at least one adjustment device (25) is provided, the adjustment device (25) being designed to rotate at least one rotor blade (5) - preferably all rotor blades (5) - about an axis radial to the to tilt the rotor (4).

6. Wind power plant according to the preceding claim, characterized in that the at least one adjusting device (25) as a - is designed positively controlled adjusting device (25) - preferably bound to a rotation of the rotor (4).

7. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing (7) has a substantially spherical or ellipsoidal inner shape.

8. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing (7) has at least one inlet opening (8) which is arranged on one of the wind direction (3) facing side of the housing (7).

9. Wind power plant according to the preceding claim, characterized in that the housing (7) on the at least one inlet opening (8) has a vestibule device (10).

10. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing (7) - preferably on one of the wind direction (3) facing away from side - has pressure flaps (11).

11. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the guide device (23) results in a flow through the rotor (4) from the inside to the outside.

12. Wind power plant according to the preceding claim, characterized in that the guide device (23) has at least one deflection body (36) which is designed to

forms is to redirect the air flow from the inside to a direction transverse to the axis of rotation (2).

13. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the wind power plant (1) has a rotary bearing (12) which is designed to align the wind power plant (1) in the wind direction (3).

14. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the wind power plant (1) has at least one tail unit (13) and/or a fin (14) which is designed to guide the wind power plant (1) in the wind direction (3) to align

15. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotor blades (5) are designed to be tiltable and/or with variable geometry.

16. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotor blades (5) overlap in the radial direction.

17. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotor blades (5) are designed with a blade geometry.

18. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotor (4) is essentially designed as a cylinder, with the rotor blades (5) forming the cylinder preferably enclosing an empty space.

19. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one further housing part (15) is provided, which further housing part (15) is designed to the exhaust air of the rotor (4) - preferably in one of the wind directions (3) remote side of the housing (7) - to be dissipated.

20. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one generator (16) for generating electrical energy is connected to the drive shaft (6).

21. Wind power plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotor (4) has at least two annular components (17), between which two annular components (17) - preferably in the vicinity of the circumference - the rotor blades (5) are arranged .

22. Wind power plant according to the preceding claim, characterized in that at least one of the at least two components (17) - is connected to the drive shaft (6) - preferably via at least one strut (18).

23 sheets of drawings