CH712280B1

CH712280B1 - Wind turbine.

Info

Publication number: CH712280B1
Application number: CH00383/16A
Authority: CH
Inventors: Frick Bernhard; Out Johannes; Mizrahi Menno
Original assignee: Frick Bernhard
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2020-11-13
Also published as: CH712280A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage (11) mit einem Rotor (13) mit mehreren Rotorblättern (15), der frei um eine Rotationsachse (17) rotierend angeordnet ist, einem Generator, der mit dem Rotor (13) in Verbindung steht und bei drehendem Rotor (13) die Windenergie in elektrische Energie umwandelt und einem Diffusor (21) mit einer Wind-Einlassöffnung (23) und einer Wind-Auslassöffnung (25), welcher Diffusor (21) den Rotor (13) und den Generator rotationssymmetrisch ummantelt und an dem der Generator drehfest gehalten ist. Der Innendurchmesser des Diffusors (21) ist an der Stelle an der die Rotorblätter (15) positioniert sind am kleinsten, wodurch der Diffusor (21) an dieser Stelle eine Verengung (33) aufweist.The invention relates to a wind energy installation (11) with a rotor (13) with several rotor blades (15), which is arranged freely rotating about an axis of rotation (17), a generator which is connected to the rotor (13) and when the rotor is rotating (13) converts the wind energy into electrical energy and a diffuser (21) with a wind inlet opening (23) and a wind outlet opening (25), which diffuser (21) surrounds the rotor (13) and the generator in a rotationally symmetrical manner and is attached to the the generator is held in a rotationally fixed manner. The inner diameter of the diffuser (21) is smallest at the point at which the rotor blades (15) are positioned, as a result of which the diffuser (21) has a constriction (33) at this point.

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

[0001] Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. [0001] The invention relates to a wind energy installation according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Windturbinen bekannt, bei welchen der Rotor mit einem Diffusor ummantelt ist. Der Diffusor ist eine Ummantelung des Rotors, welcher sich in Strömungsrichtung aufweitet. Der Diffusor bewirkt eine zusätzliche Zirkulationsströmung, deren Geschwindigkeitskomponenten im Diffusor gleichsinnig mit der Windströmung gerichtet sind und diese demnach verstärkt. Die Leistungskonzentration ergibt sich durch die Entstehung einer Druckdifferenz vor und hinter dem Rotor. Der Öffnungswinkel des Diffusors ist jedoch begrenzt, da bei zu grossen Aufweitungen die Strömung durch den Diffusor abreisst und die erzielbaren Strömungsgeschwindigkeiten geringer werden. Um die Aufweitungen ohne Strömungsabriss zu vergrössern sind lange und grosse Diffusoren notwendig, welche dementsprechend teuer sind und starken Winden eine grosse Angriffsfläche bieten. Wind turbines are known from the prior art, in which the rotor is sheathed with a diffuser. The diffuser is a casing around the rotor, which expands in the direction of flow. The diffuser causes an additional circulation flow, the speed components of which in the diffuser are directed in the same direction as the wind flow and therefore intensify it. The power concentration results from the creation of a pressure difference in front of and behind the rotor. The opening angle of the diffuser is limited, however, since if the expansion is too great, the flow through the diffuser breaks off and the achievable flow speeds become lower. In order to enlarge the widening without stalling, long and large diffusers are necessary, which are accordingly expensive and offer strong winds a large surface area to attack.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

[0003] Aus den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik resultiert die die vorliegende Erfindung initiierende Aufgabe den Wirkungsgrad einer gattungsgemässen Windenergieanlage sowie das Design eines Diffusors zur Ummantelung eines des Rotors einer Windenergieanlaage zu verbessern. The disadvantages of the described prior art result in the task initiating the present invention to improve the efficiency of a generic wind turbine and the design of a diffuser for sheathing one of the rotor of a wind turbine.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

[0004] Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einer gattungsgemässen Windenergieanlage dadurch, dass der Innendurchmesser des Diffusors an der Stelle an der die Rotorblätter positioniert sind am kleinsten ist, wodurch der Diffusor an dieser Stelle eine Verengung aufweist. Diese Querschnittsform des Diffusors führt dazu, dass Wind durch den Strömungskanal des Diffusors schneller strömt als ausserhalb des Diffusors. Der Diffusor macht sich daher die Querschnittsform zu Nutze, welche aus der Tragflächentheorie bekannt ist. Die Rotorblätter sind zweckmässigerweise an der Engstelle positioniert, da dort die Windgeschwindigkeit maximal ist. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Energieanlage verbessert. The object is achieved in a generic wind turbine in that the inner diameter of the diffuser is smallest at the point at which the rotor blades are positioned, whereby the diffuser has a constriction at this point. This cross-sectional shape of the diffuser means that wind flows faster through the flow channel of the diffuser than outside the diffuser. The diffuser therefore makes use of the cross-sectional shape, which is known from wing theory. The rotor blades are expediently positioned at the narrow point, since the wind speed is at its maximum there. This improves the efficiency of the energy system.

[0005] Die Erfindung zeichnet sich bevorzugt dadurch aus, dass der Diffusor eine dem Rotor zugewandte und in Richtung des Rotors gekrümmten Innenseite und eine dem Rotor abgewandte und in Richtung des Rotors gekrümmten Aussenseite besitzt, wobei der Diffusor an der Einlassöffnung eine Vorderkante zwischen der Innenseite und der Aussenseite bildet und an der Auslassöffnung eine Hinterkante zwischen der Innenseite und der Aussenseite bildet. Diese Form bewirkt oben beschriebene Geschwindigkeitserhöhung des Winds an der Innenseite. Die Krümmung an der Aussenseite verhindert ein Abreissen der Windströmung an der Aussenseite. The invention is preferably characterized in that the diffuser has an inside facing the rotor and curved in the direction of the rotor and an outside facing away from the rotor and curved in the direction of the rotor, the diffuser at the inlet opening having a leading edge between the inside and the outside and forms a rear edge between the inside and the outside at the outlet opening. This shape increases the speed of the wind on the inside as described above. The curvature on the outside prevents the wind flow from breaking off on the outside.

[0006] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Innenseite stärker in Richtung des Rotors gekrümmt als die Aussenseite. Dadurch wird an der Innenseite eine höhere Windgeschwindigkeit erzielt als an der Aussenseite. Der Wind wird daher in dem Strömungskanal des Diffusors beschleunigt, was zu einer verbesserten Effizienz der Windenergieanlage führt. In a particularly preferred embodiment of the invention, the inside is more curved in the direction of the rotor than the outside. As a result, a higher wind speed is achieved on the inside than on the outside. The wind is therefore accelerated in the flow channel of the diffuser, which leads to an improved efficiency of the wind energy installation.

[0007] Als zweckdienlich hat es sich erwiesen, wenn der Innendurchmesser der Einlassöffnung kleiner ist als der Innendurchmesser der Auslassöffnung. Dadurch kann der Diffusor einen verlängerten Auslauf aufweisen, was dazu führt, dass der Wind an der Innenseite weniger Verwirbelungen aufweist. It has proven to be expedient if the inner diameter of the inlet opening is smaller than the inner diameter of the outlet opening. As a result, the diffuser can have a lengthened outlet, which means that the wind has less turbulence on the inside.

[0008] In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Diffusor im Längsquerschnitt die Gestalt zweier sich gegenüberliegender symmetrischer Tragflächenprofile, wobei die stärker gekrümmten Seiten der Tragflächenprofile einander zugewandt sind. Dabei besitzt die Innenseite des Diffusors beginnend bei der Windeinlassöffnung eine verstärkte Krümmung, sodass die Engstelle näher an der Windeinlassöffnung als an der Windauslassöffnung positioniert ist. Nach der Engstelle ist die Krümmung der Innenseite im Vergleich zur Krümmung vor der Engstelle reduziert. Dadurch ist ein verlängerter Auslauf des Strömungskanals gebildet. Der verlängerte Auslauf führt zu einer Beruhigung der Strömung. Dadurch, dass die Aussenseite des Diffusors weniger stark gekrümmt ist, kommt es gemäss der Tragflächentheorie zu einer höheren Windgeschwindigkeit an der Innenseite als an der Aussenseite. Zweckmässigerweise beträgt an dem Tragflächenprofil der erste Winkel zwischen der Verbindungsgeraden von der Verengung und der Hinterkante und der Waagrechten zwischen 7 und 21 Grad, bevorzugt zwischen 10 und 18 Grad und besonders bevorzugt zwischen 13 und 15 Grad beträgt. Diese Winkelgrössen führen zu einer geringeren Krümmung der Innenseite nach der Engstelle als vor der Engstelle. In a further particularly preferred embodiment of the invention, the diffuser has the shape of two opposing symmetrical airfoil profiles in longitudinal cross-section, the more curved sides of the airfoil profiles facing each other. The inside of the diffuser has an increased curvature starting at the wind inlet opening, so that the constriction is positioned closer to the wind inlet opening than to the wind outlet opening. After the constriction, the curvature of the inside is reduced compared to the curvature in front of the constriction. This forms an extended outlet of the flow channel. The extended outlet leads to a calming of the current. Because the outside of the diffuser is less curved, there is a higher wind speed on the inside than on the outside, according to the wing theory. The first angle on the airfoil profile between the straight line connecting the constriction and the rear edge and the horizontal is expediently between 7 and 21 degrees, preferably between 10 and 18 degrees and particularly preferably between 13 and 15 degrees. These angular values lead to a smaller curvature of the inside after the constriction than before the constriction.

[0009] Zweckmässigerweise beträgt an dem Tragflächenprofil der zweite Winkel zwischen der Verbindungsgeraden von der Verengung und der Vorderkante und der Waagrechten zwischen 10 und 40 Grad, bevorzugt zwischen 15 und 30 Grad und besonders bevorzugt zwischen 17 und 21 Grad. Da dieser Winkel grösser als der erste Winkel ist, ist die Krümmung vor der Engstelle grösser als die Krümmung nach der Engstelle, und die Engstelle ist näher an der Vorderkante als an der Hinterkante. Conveniently, on the wing profile, the second angle between the straight line connecting the constriction and the leading edge and the horizontal is between 10 and 40 degrees, preferably between 15 and 30 degrees and particularly preferably between 17 and 21 degrees. Since this angle is greater than the first angle, the curvature in front of the constriction is greater than the curvature after the constriction, and the constriction is closer to the leading edge than to the trailing edge.

[0010] Die Erfindung zeichnet sich auch bevorzugt dadurch aus, dass der dritte Winkel zwischen der Tangente, welche durch die Hinterkante verläuft und an der Aussenseite innerhalb des Tragflächenprofils anliegt, und der Waagrechten zwischen 1 und 3 Grad und bevorzugt zwischen 1,5 und 2 Grad kleiner ist als der im vorletzten Absatz beschriebene Winkel. Dadurch besitzt der Diffusor eine spitz zulaufende Hinterkante, wie sie bei Tragflächen üblich ist. The invention is also preferably characterized in that the third angle between the tangent, which runs through the rear edge and rests on the outside within the airfoil, and the horizontal between 1 and 3 degrees and preferably between 1.5 and 2 Degrees is smaller than the angle described in the penultimate paragraph. As a result, the diffuser has a tapered trailing edge, as is common with wings.

[0011] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der vierte Winkel zwischen der Tangente, welche durch die Hinterkante verläuft und an der Aussenseite ausserhalb des Tragflächenprofils anliegt, und der Waagrechten zwischen 4 und 8 Grad und bevorzugt zwischen 5 und 7 Grad. Durch diesen kleinen Winkel ist die Krümmung der Aussenseite des Diffusors geringer als die Krümmung der Innenseite des Diffusors, was für die Geschwindigkeitserhöhung in dem Strömungskanal unbedingt notwendig ist. In a further preferred embodiment of the invention, the fourth angle between the tangent, which runs through the rear edge and rests on the outside outside of the airfoil profile, and the horizontal is between 4 and 8 degrees and preferably between 5 and 7 degrees. Because of this small angle, the curvature of the outside of the diffuser is less than the curvature of the inside of the diffuser, which is absolutely necessary for increasing the speed in the flow channel.

[0012] Mit Vorzug beträgt der bei Tragflächenprofilen definierte Anstellwinkel zwischen der Profilsehne und der Waagrechten zwischen 5 und 10 Grad und bevorzugt zwischen 7 und 8 Grad. Der Anstellwinkel wird eher gering gewählt, da der Auftrieb für einen Diffusor ohne Bedeutung ist und lediglich das Material des Diffusors belastet. The angle of attack between the profile chord and the horizontal plane, which is defined for airfoil profiles, is preferably between 5 and 10 degrees and preferably between 7 and 8 degrees. The angle of attack is chosen to be rather small, since the lift is of no importance for a diffuser and only loads the material of the diffuser.

[0013] Zweckmässigerweise ist die Vorderkante abgerundet, wodurch der Luftwiderstand des Diffusors reduziert werden kann. The front edge is expediently rounded, whereby the air resistance of the diffuser can be reduced.

[0014] Herstellungsseitig ist es bevorzugt, wenn der Diffusor in Strömungsrichtung eine stetige Oberfläche aufweist, d.h. frei von einer Hinterschneidung ist. Dadurch können einfache Gussformen zur Anwendung kommen und der Diffusor ist einfach zu entformen, wenn der spritzgegossen wird. Bevorzugt ist der Diffusor daher aus einem Kunststoff hergestellt. On the manufacturing side, it is preferred if the diffuser has a continuous surface in the direction of flow, i.e. is free from an undercut. This allows simple molds to be used and the diffuser is easy to demold when it is injection molded. The diffuser is therefore preferably made from a plastic.

[0015] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Diffusor zur Ummantelung des Rotors einer Windenergieanlage mit den oben beschriebenen Diffusormerkmalen. Mit einem solchen Diffusor lassen sich bestehende Windenergieanlagen Rotorblätter umfassend nachrüsten. Another aspect of the invention relates to a diffuser for sheathing the rotor of a wind power installation with the diffuser features described above. With such a diffuser, existing wind energy installations can be comprehensively retrofitted to rotor blades.

[0016] Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer Darstellung: <tb><SEP>Figur 1: einen Querschnitt durch den oberen längssymmetrischen Teil einer Windenergieanlage.[0016] Further advantages and features emerge from the following description of an exemplary embodiment of the invention with reference to the schematic representations. It shows, not to scale: <tb> <SEP> Figure 1: a cross section through the upper longitudinally symmetrical part of a wind turbine.

[0017] In der Figur 1 ist eine Windenergieanlage gezeigt, welche gesamthaft mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist. In der Figur 1 ist ein Längsschnitt durch die Windenergieanlage 11 dargestellt, wobei nur der obere Teil des Längsschnitts gezeigt ist. Der untere Teil ist zum oberen Teil längssymmetrisch. In FIG. 1, a wind power installation is shown which is designated as a whole by the reference numeral 11. In FIG. 1, a longitudinal section through the wind energy installation 11 is shown, only the upper part of the longitudinal section being shown. The lower part is longitudinally symmetrical to the upper part.

[0018] Die Windenergieanlage 11 umfasst einen Rotor 13 mit mehreren Rotorblättern 15. Der Rotor kann sich mitsamt der Rotorblätter 15 um eine Rotationsachse 17 drehen. Der Rotor 13 und ein mit dem Rotor 13 verbundener Generator sind in einem tropfenförmigen Gehäuse 19 aufgenommen. Das Gehäuse 19 ist drehfest mit einem Diffusor 21 verbunden. The wind energy installation 11 comprises a rotor 13 with a plurality of rotor blades 15. The rotor, together with the rotor blades 15, can rotate about an axis of rotation 17. The rotor 13 and a generator connected to the rotor 13 are accommodated in a teardrop-shaped housing 19. The housing 19 is non-rotatably connected to a diffuser 21.

[0019] Der Diffusor 21 ummantelt das Gehäuse 19 und den Rotor (13) rotationssymmetrisch, um einen Strömungskanal zu bilden, durch den der Wind mit einer höheren Geschwindigkeit an den Rotorblättern 15 vorbeiströmt als ohne den Diffusor 21. An dem Diffusor 21 sind eine Windeinlassöffnung 23 und eine Windauslassöffnung 25 vorgesehen. Der Wind durchströmt den Diffusor also von links nach rechts. Der Diffusor 21 weist einen ersten Innendurchmesser 27 auf, welcher sich an der Windeinlassöffnung 23 befindet. An der Windauslassöffnung 25 hat der Diffusor 21 einen zweiten Innendurchmesser 29. Ein dritter Durchmesser 31, welcher sich innerhalb des Diffusors 21 befindet, ist am kleinsten, wodurch in dem Diffusor 21 eine Engstelle bzw. eine Verengung 33 gebildet ist. An dieser Engstelle 33 sind die Rotorblätter 15 positioniert. Der erste Innendurchmesser 27 ist bevorzugt kleiner als der zweite Innendurchmesser 29. The diffuser 21 surrounds the housing 19 and the rotor (13) rotationally symmetrical to form a flow channel through which the wind flows past the rotor blades 15 at a higher speed than without the diffuser 21. On the diffuser 21 are a wind inlet opening 23 and a wind outlet opening 25 are provided. The wind flows through the diffuser from left to right. The diffuser 21 has a first inner diameter 27, which is located at the wind inlet opening 23. At the wind outlet opening 25, the diffuser 21 has a second inner diameter 29. A third diameter 31, which is located inside the diffuser 21, is the smallest, whereby a constriction or a constriction 33 is formed in the diffuser 21. The rotor blades 15 are positioned at this narrow point 33. The first inner diameter 27 is preferably smaller than the second inner diameter 29.

[0020] Der Querschnitt des Diffusors 21 ist strömungstechnisch optimiert, damit der den Diffusor 21 durchströmende Wind eine möglichst grosse Geschwindigkeit erzielt. Dadurch kann die Energieausbeute der erfindungsgemässen Windenergieanlage 11 erhöht werden. Im Folgenden wird die Form des Querschnitts des Diffusors 21 genau beschrieben, welche zu den strömungstechnischen Optimierungen führt. The cross section of the diffuser 21 is fluidically optimized so that the wind flowing through the diffuser 21 achieves the greatest possible speed. As a result, the energy yield of the wind energy installation 11 according to the invention can be increased. In the following, the shape of the cross section of the diffuser 21 is described in detail, which leads to the fluidic optimizations.

[0021] Der Diffusor 21 hat eine Innenseite 35, welche den Strömungskanal bildet und dem Rotor 13 zugewandt ist. Die Aussenseite 37 des Diffusors 21 ist dem Rotor 13 abgewandt. Sowohl die Innenseite 35 als auch die Aussenseite 37 sind nach innen in Richtung des Rotors 13 gekrümmt. Die Krümmung der Innenseite 35 ist jedoch stärker gekrümmt als die Krümmung der Aussenseite 37. Dadurch besitzt der Diffusor 21 im Längsschnitt die Gestalt zweier sich gegenüberliegender symmetrischer Tragflächenprofile. An der Windeinlassöffnung 23 ist am Übergang von der Innenseite 35 zur Aussenseite 37 eine Vorderkante 39 gebildet. An der Windauslassöffnung 25 ist am Übergang von der Innenseite 35 zur Aussenseite 37 eine Hinterkante 41 gebildet. The diffuser 21 has an inner side 35 which forms the flow channel and faces the rotor 13. The outside 37 of the diffuser 21 faces away from the rotor 13. Both the inside 35 and the outside 37 are curved inward in the direction of the rotor 13. The curvature of the inner side 35 is, however, more curved than the curvature of the outer side 37. As a result, the diffuser 21 has, in longitudinal section, the shape of two opposing symmetrical airfoil profiles. A leading edge 39 is formed on the wind inlet opening 23 at the transition from the inside 35 to the outside 37. A rear edge 41 is formed on the wind outlet opening 25 at the transition from the inside 35 to the outside 37.

[0022] Zur Ausbildung der Gestalt eines Tragflächenprofils werden die fünf folgenden Winkel definiert. Ein erster Winkel ist zwischen der Waagrechten und der Verbindungsgeraden zwischen der Verengung 33 und der Hinterkante 41 gebildet. Dieser erste Winkel beträgt zwischen 7 und 21 Grad, bevorzugt zwischen 10 und 18 Grad und besonders bevorzugt zwischen 13 und 15 Grad. Ein zweiter Winkel 45 ist zwischen der Waagrechten und der Verbindungsgeraden zwischen der Verengung 33 und der Vorderkante 39 gebildet. Der zweite Winkel beträgt zwischen 10 und 40 Grad, bevorzugt zwischen 15 und 30 Grad und besonders bevorzugt zwischen 17 und 21 Grad. Ein dritter Winkel 47 ist zwischen der Waagrechten und der Tangente gebildet, welche durch die Hinterkante 41 verläuft und an der Aussenseite 37 innerhalb des Tragflächenprofils anliegt. Dieser Winkel beträgt bevorzugt zwischen 11 und 15 Grad und ist zwischen 1 und 3 Grad und bevorzugt zwischen 1,5 und 2 Grad kleiner als der erste Winkel 41. Ein vierter Winkel 49 ist zwischen der Waagrechten und der Tangente gebildet, welche durch die Hinterkante 41 verläuft und an der Aussenseite 37 ausserhalb des Tragflächenprofils anliegt. Der vierte Winkel 49 beträgt zwischen 4 und 8 Grad und bevorzugt zwischen 5 und 7 Grad. Als letzter fünfter Winkel 51 ist der Anstellwinkel definiert, welcher in der Tragflächentheorie definiert ist. Der Anstellwinkel ist zwischen der Profilsehne 53 und der Waagrechten gebildet. Die Profilsehne 53 ist die Verbindungsgerade zwischen der Vorderkante 39 und der Hinterkante 41. Vorliegend beträgt der Anstellwinkel zwischen 5 und 10 Grad und bevorzugt zwischen 7 und 8 Grad. To form the shape of an airfoil profile, the five following angles are defined. A first angle is formed between the horizontal and the straight line connecting the narrowing 33 and the rear edge 41. This first angle is between 7 and 21 degrees, preferably between 10 and 18 degrees and particularly preferably between 13 and 15 degrees. A second angle 45 is formed between the horizontal line and the straight line connecting the constriction 33 and the front edge 39. The second angle is between 10 and 40 degrees, preferably between 15 and 30 degrees and particularly preferably between 17 and 21 degrees. A third angle 47 is formed between the horizontal and the tangent, which runs through the rear edge 41 and rests against the outer side 37 within the airfoil profile. This angle is preferably between 11 and 15 degrees and is between 1 and 3 degrees and preferably between 1.5 and 2 degrees smaller than the first angle 41. A fourth angle 49 is formed between the horizontal line and the tangent which is formed by the rear edge 41 runs and rests on the outside 37 outside the wing profile. The fourth angle 49 is between 4 and 8 degrees and preferably between 5 and 7 degrees. The final fifth angle 51 is defined as the angle of attack, which is defined in wing theory. The angle of attack is formed between the chord 53 and the horizontal. The profile chord 53 is the straight line connecting the front edge 39 and the rear edge 41. In the present case, the angle of attack is between 5 and 10 degrees and preferably between 7 and 8 degrees.

[0023] Um den Luftwiderstand zu optimieren ist die Vorderkante 39 abgerundet. Die stärker gekrümmte Innenseite 35 als die Aussenseite 37 und die ausgebildete Engstelle 33 führen zu einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit. Gemäss Strömungstheorie hat die Strömungsgeschwindigkeit an der Engstelle 33 ein Maximum. Für die Windausbeute ist es daher wichtig, wenn die Rotorblätter an der Engstelle 33 positioniert sind. Damit die Strömung an der Auslassöffnung 25 nicht abreisst, ist der Diffusor 21 spitz auslaufend und im Bereich der Auslassöffnung 25 nach aussen gekrümmt. Damit über den Querschnitt des Strömungskanals keine Turbulenzen entstehen ist das Gehäuse 19 tropfenförmig ausgebildet. In order to optimize the air resistance, the front edge 39 is rounded. The more strongly curved inner side 35 than the outer side 37 and the constriction 33 that is formed lead to an increased flow velocity. According to flow theory, the flow velocity has a maximum at the constriction 33. It is therefore important for the wind yield if the rotor blades are positioned at the narrow point 33. So that the flow does not tear off at the outlet opening 25, the diffuser 21 tapers to a point and is curved outward in the area of the outlet opening 25. So that no turbulence occurs over the cross section of the flow channel, the housing 19 is designed in a drop shape.

Legende:Legend:

[0024] 11 Windenergieanlage 13 Rotor 15 Rotorblätter 17 Rotationsachse 19 Gehäuse 21 Diffusor 23 Windeinlassöffnung 25 Windauslassöffnung 27 Erster Innendurchmesser 29 Zweiter Innendurchmesser 31 Dritter Innendurchmesser 33 Engstelle, Verengung 35 Innenseite des Diffusors 37 Aussenseite des Diffusors 39 Vorderkante 41 Hinterkante 43 Erster Winkel 45 Zweiter Winkel 47 Dritter Winkel 49 Vierter Winkel 51 Fünfter Winkel 53 Profilsehne 11 wind turbine 13 rotor 15 rotor blades 17 axis of rotation 19 housing 21 diffuser 23 wind inlet opening 25 wind outlet opening 27 first inside diameter 29 second inside diameter 31 third inside diameter 33 constriction 35 inside of diffuser 37 outside of diffuser 39 leading edge 41 trailing edge 43 first angle 45 second angle 47 Third angle 49 Fourth angle 51 Fifth angle 53 Profile chord

Claims

1. Wind turbine (11) with - A rotor (13) with several rotor blades (15), which is arranged to rotate freely about an axis of rotation (17), - A generator which is connected to the rotor (13) and converts the wind energy into electrical energy when the rotor (13) rotates - A diffuser (21) with a wind inlet opening (23) and a wind outlet opening (25), which diffuser (21) surrounds the rotor (13) and the generator in a rotationally symmetrical manner and on which the generator is held non-rotatably, characterized in that, that the inner diameter of the diffuser (21) is smallest at the point where the rotor blades (15) are positioned, whereby the diffuser (21) has a constriction (33) at this point.

2. Wind energy plant according to claim 1, characterized in that the diffuser (21) has an inner side (35) facing the rotor (13) and curved in the direction of the rotor (13) and an inner side (35) facing away from the rotor (13) and in the direction of the rotor ( 13) has a curved outer side (37), the diffuser (21) having a front edge (39) at the inlet opening (23) between the inner side (35) and the outer side (37) and a rear edge (41) at the outlet opening (25) forms between the inside (35) and the outside (37),

3. Wind energy installation according to claim 2, characterized in that the inside (35) is more curved in the direction of the rotor (13) than the outside (37).

4. Wind energy installation according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter (27) of the inlet opening (23) is smaller than the inner diameter (29) of the outlet opening (25).

5. Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that the diffuser (21) in longitudinal section has the shape of two opposing symmetrical airfoil profiles, the more curved sides of the airfoil profiles facing each other.

6. A wind turbine according to claim 5, characterized in that on the wing profile a first angle (43) between the straight line connecting the narrowing (33) and the rear edge (41) and the horizontal between 7 and 21 degrees, preferably between 10 and 18 degrees and particularly preferably between 13 and 15 degrees.

7. Wind turbine according to one of claims 5 to 6, characterized in that on the wing profile a second angle (45) between the straight line connecting the constriction (33) and the front edge (39) and the horizontal between 10 and 40 degrees, preferably between 15 and 30 degrees and particularly preferably between 17 and 21 degrees.

8. Wind turbine according to one of claims 6 to 7, characterized in that a third angle (47) between the tangent, which runs through the rear edge (41) and rests on the outside (37) within the wing profile, and the horizontal between 1 and 3 degrees and preferably between 1.5 and 2 degrees smaller than the first angle.

9. Wind energy plant according to one of claims 5 to 8, characterized in that a fourth angle (49) between the tangent, which runs through the rear edge (41) and rests on the outside (37) outside the airfoil profile, and the horizontal between 4 and 8 degrees and preferably between 5 and 7 degrees.

10. Wind energy plant according to one of claims 5 to 9, characterized in that the angle of attack (51) between the chord (53) and the horizontal is between 5 and 10 degrees and preferably between 7 and 8 degrees.

11. Wind energy plant according to one of claims 2 to 10, characterized in that the front edge (39) is rounded.

12. Wind energy installation according to one of the preceding claims, characterized in that the diffuser (21) has a continuous surface in the direction of flow.

13. Diffuser (21) for sheathing a rotor (13) of a wind power plant (11) which has a plurality of rotor blades (15) and which is freely rotating about an axis of rotation (17) and which has a generator which is connected to the rotor (13) and converts the wind energy into electrical energy when the rotor (13) is rotating, with - A wind inlet opening (23) and - a wind outlet opening (25), wherein the generator can be arranged non-rotatably on the diffuser (21) and the diffuser (21) can encase the rotor (13) and the generator in a rotationally symmetrical manner, characterized in that the inner diameter of the diffuser (21) is at the point where the rotor blades ( 15) are positionable, is smallest, so that the diffuser (21) has a constriction (33) at this point.

14. Diffuser according to claim 12, characterized in that the diffuser (21) has an inside (35) facing the rotor (13) and curved in the direction of the rotor (13) and an inside (35) facing away from the rotor (13) and in the direction of the rotor ( 13) has a curved outer side (37), the diffuser (21) forming a front edge (39) at the inlet opening (23) between the inner side (35) and the outer side (37) and a rear edge (41) at the outlet opening (25) ) forms between the inside (35) and the outside (37), the inside (35) preferably being more curved in the direction of the rotor (13) than the outside (37).