DE10123544A1 - Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine - Google Patents

Abstract

Wasserturbinen können nicht direkt von der Flussströmung betrieben werden. Windräder laufen erst bei größeren Windstärken an. Um regenerative Strömungsenergien der Flüsse und des Windes optimal zu nutzen, wird die drehzahlgeregelte Vertikal-Flügelturbine eingesetzt. DOLLAR A Diese Flügelturbine besteht aus einem, auf einer senkrechten Welle (2), angeordneten Teller-Rotor (1) bzw. Ausleger-Rotor (11) bestückt am Rande mit drei bis sechs rotierenden senkrechten Aktivflügeln (6 bzw. 25), welche durch das Gesamtübersetzungsverhältnis der Rotor-Umdrehungen zu den Aktivflügel-Umdrehungen über das Stern- (3) und den Schneckengetrieben (4) in eine Rotation mit Drehrichtungswandlung von i = 2 : 1 versetzt werden, durch weitere Kopplung mit dem Steuergetriebe (8) und Spannvorrichtung (12) bzw. Richtungsfahne (31 oder 34) erfolgt die Flügel-Anstellwinkeloptimierung, Drehzahlregelung und Strömungsnachführung (Abb. 1 u. 2). DOLLAR A Diese Vertikal-Flügelturbine eignet sich besonders als Wasser- und Windenergiekonverter zur Stromerzeugung (Abb. 1 u. 2) und autonomen Stromkraft-Versorgung der Bordbatterien bei Flussfähren, um, ohne weitere Energiezufuhr, die Schiffsschraube anzutreiben (Abb. 1).

Description

Es ist bekannt, dass zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Wasserenergie, Kraftwerke gebaut werden deren Generatoren von Wasserturbinen angetrieben werden, sowie mittels Windrädern die Energie des Windes in nutzbare elektrische Energie konvertiert wird. Fundstellen im Buch "Die Technik im Leben von heute" Mayers Lexikonverlag Mannheim Ausgabe 1986 ISBN 3-411-02378, Windkraftanlagen die Seiten 480-481 und Wasserkraftwerke die Seiten 482-483.

Um Wasserturbinen zu betreiben müssen Flüsse aufgestaut werden, dabei wäre es von großer Wichtigkeit die regenerative Strömungsenergie der Flüsse zur Stromerzeugung direkt nutzen zu können ohne die Natur zu Schädigen. Die gekoppelten vertikalen Darrieus- und Savonius Windrotoren sind ohne Drehzahlregelung nicht zur Stromerzeugung geeignet. Die zur Zeit eingesetzte Windräder zur Erzeugung elektrischer Energie aus der Windkraft arbeiten auf Höhen über 100 m, werden mitsamt ihrem Maschi­ nenhaus in den Wind gestellt, die Stromeinspeisung erfolgt nachteilig über Schleifringe, laufen erst bei größeren Windstärken an, erzeugen mit ihren sehr langen Rotorblättern den störenden Schattenschlag und gefährden den Flugverkehr.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde die regenerative Strömungsenergie der Flüsse zur Stromerzeugung zu nutzen ohne Staudämme zu errichten sondern die Strömung des Wassers direkt von einem am Flußufer befestigten Katamaran-Kraftwerk, wo mehrere nebenstehende Wasser-Flügelturbinen im Gegenlauf eingerichtet und zwischen den Pontonen auf dem Tragdeck angeordnet werden, bzw den Windenergiekonverter mit seinem Aufbau und dem Maschinenhaus feststehend auf reduzierter Höhe (die nur die Hälfte der herkömmliche Windräder betragen kann) zu errichten, den elektrischen Strom ohne Schleifringe ins Netz einzuspeisen, ohne störender Schattenschläge und ohne Gefährdung des Flugverkehrs, zu ermöglichen.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale, dass die vertikale Wasser- bzw. Wind-Flügelturbine aus einem Teller- (1) bzw. Ausleger-Rotor (11) versehen mit mehrere, (drei bis sechs) peripheren Flügelwellengehäusen, an einer senkrechten Hauptwelle (2) angebracht und aus Komponenten zur Synchronisierung der Flügelformation mit Flügel-Anstellwinkeloptimierung, zur Dreh­ zahlregelung, und Strömungsnachführung zusammengesetzt ist, die in ihrer Zusammenwirkung eine direkte Nutzung der Strömungsenergie des Wassers bzw. des Windes mit Konvertierung dieser Energie in elektrischen Strom, erfindungsmäßig gelöst (Abb. 1 u. 2).

Weil die Aktivflügel zur betreffenden Strömung, gerichtet sein müssen also beim Wasserenergiekonverter senkrecht nach unten und beim Windenergiekonverter dagegen senkrecht nach oben, so ist, laut Patentanspruch 2, die Flügelturbine für den Wasserenergiekonverter bestehend aus einem Tellerrotor (1) mit Flachkranz und mehrere, bis zu sechs Flügelwellengehäuse mit gelagerten nach unten gerichteten Flügelwellen (7) sternförmig an dessen Rande angeordnet (Abb. 1), für die Wind-Flügelturbine ist der Auslegerrotor (11) mit mehreren (z. Z. drei) an das zentrale Sterngetriebe (3) angebrachten Auslegern mit an ihren Flanken angeordneten Flügelwellengehäuse, mit gelagerten nach oben gerichteten Flügelwellen (7) konzipiert (Abb. 2), wobei zu beachten ist, dass der Abstand zwischen den Zentren der Flügelwellen größer sein muß als die Länge der Aktivflügel (6 bzw. 25) damit diese bei ihrer Rotation nicht miteinander kollidieren.

Laut des Patentanspruchs 3 ist das Sterngetriebe (3) mit der Hohlwelle (9) verbundenen Tellerrad versehen und sternförmig um ihn die Abtriebs-Kegelräder bzw. Schrägstirnräder mit rechtwinkligen Achsen, deren Zähnezahl und Zuordnung zueinander so zu gestalten ist, dass die Kopplung mit dem Schneckengetriebe (4) welches die Flügelwelle (7) in Rotation versetzt um, laut Patentanspruch 7, ein Gesamtübersetzungsverhältnis der Umdrehungen des Rotors zur Aktivflügel-Rotation mit Drehrichtungs­ wandlung von i = 2 : 1 zu erzielen um die Komponenten zur Synchronisierung der Flügelformation mit Flügel-Anstellwinkeloptimierung zu bilden.

In der Ausführung des Patentanspruchs 4 ist der Aktivflügel (25) der Wind-Flügelturbine längs asymmetrisch, mit nach oben verlagerter Längswelle und mit einer Rückstellfeder (30) versehen Schwenkbar gelagert, um sich bei Sturm in die Windfahnenposition zu stellen (Abb. 2) bzw. der Aktiv­ flügel (6) der Wasser-Flügelturbine als Hohlkörper-Schwimmer ausgebildet um einen Auftrieb zu erzeugen um das Achsialstützlager (21) zu entlasten (Abb. 1).

Die Aktivflügel ändern während der Rotordrehung ständig ihre Position zur Strömung daher, um den Anstellwinkel eines jeden Aktivflügels zur Strömung kontinuierlich und optimal den Anforderungen der Formel der Anstellwinkelgröße gerecht zu werden welche, laut Patentanspruch 5, die Winkelhalbierende des Winkels zwischen der Strömungsrichtung und der Tangente an den Laufkreis den die Mitten der Flügelwellen bei der Rotordrehung umschreiben darstellt, muß die Flügel-Ersteinstellung vor Inbetrieb­ nahme, laut Patentanspruch 6, durchgeführt werden, hierbei werde bei einer sich in positive Richtung drehenden Flügelturbine (gegen den Uhrzeigersinn) alle Aktivflügel im 0°-Referenzpunkte lotrecht bzw. im 180°-Punkte waagerecht zur X-Koordinate und bei einer sich in negative Richtung drehenden Flügeltur­ bine (im Uhrzeigersinn) alle Aktivflügel im 0°-Referenzpunkte waagerecht bzw. im 180°-Punkte lotrecht zur X-Koordinate ausgerichtet, bei angenommener Wasser- oder Windströmung von 90° zu 270° parallel zur Y-Koordinate, hierbei liegen die Längsachsen aller Aktivflügel auf den Strahlen die aus dem 0°-Refe­ renzpunkte einer linksdrehenden bzw. 180°-Punkte einer rechtsdrehenden Turbine, wo die X-Koordinate von der Tangente an den Laufkreis gekreuzt wird, ausgehen und durch die Wellenmitten aller Flügel ver­ laufen. Die Aktivflügel (6 und 25) sind mit ihren Vorderkanten, während sie in ihrer Kreisbewegung den oberen Halbkreis durchlaufen nach außen und im unteren Halbkreis nach innen gerichtet (Abb. 1 u. 2). Laut Patentanspruch 8 wird die Drehzahlregelung einer Wasser-Flügelturbine bei ihrer Nutzung als Wasserenergiekonverter mittels der Komponenten zur Drehzahlregelung mittels Kräfteausgleich zwischen Elektroantrieb (10) des Steuer-Kegelradgetriebes (8), dessen Drehmoment gegen die Mitnehmerkraft, welche von der Rotordrehung über das zentrale Zahnrad des Sterngetriebes (3) erzeugt wird und der Spannvorrichtung (12) gerichtet, durch Verstellen der Anstellwinkel der Aktivflügel (6), welche beim Überschreiten der Nennwert-Drehzahl durch das Heraus- und beim Unterschreiten dieses Nennwertes durch das Hineindrehen in die Strömung, ausgeführt (die Steuer- Richtungsfahne (34) mit dem Umlenk­ getriebe (35) kommen hierbei nicht zum Einsatz).

Bei einer Flussfähre kann eine Kombination aus einem Wasserenergiekonverter und Baterieblock zur autonomen Kraftversorgung ohne Zufuhr zusätzlicher Energie oder anderer Antriebsart Anwendung finden, Patentanspruch 9, wobei der umweltfreundlich gewonnene Strom, während der Be- und Entladezeit, außer zum Aufladen der Bordbatterien für den Antrieb der Schiffsschraube, auch für Beleuchtung, Heizung, Klimaanlage und Antrieb der Hydraulik genutzt werden kann (Abb. 1).

Im Patentanspruch 10 wird die Drehzahlregelung einer Wasser-Flügelturbine bei ihrer Nutzung als Wasserenergiekonverter bei Flussfähren mittels der Komponenten zur Drehzahlregelung durch den Kräfte­ ausgleich zwischen Elektroantrieb (10) des Steuer-Kegelradgetriebes (8) verbunden mit dem Kegelradge­ triebe (35) und der Steuer-Richtungsfahne (34) mit einem Übersetzungsverhältnis von i = 1 : 1 durch Verstellen der Anstellwinkel der Aktivflügel (6) beim Überschreiten der Nennwert-Drehzahl durch das Herausdrehen und beim Unterschreiten dieses Nennwertes durch das Hineindrehen in die Strömung sowie durch weitere Kopplung über die Hohlwelle (9) mit dem Sterngetriebe (3) erfolgt in gleicher Weise die Strömungsnachführung (Abb. 1). (Die Spannvorrichtung (12) kommt hierbei nicht zum Einsatz).

Bei der Wind-Flügelturbine wird, laut Patentanspruch 11, über die Komponenten zur Drehzahlrege­ lung mittels Kräfteausgleich zwischen Elektroantrieb (10) des Steuer-Kegelradgetriebes (8) und der Richtungsfahne (31) durch Verstellen der Anstellwinkel der Aktivflügel (25) beim Überschreiten der Nennwert-Drehzahl aus den Wind und beim Unterschreiten dieses Nennwertes in den Wind drehen die Rotordrehzahl geregelt und durch Kopplung der Richtungsfahne (31) mittels Hohlwelle (9) mit dem Sterngetriebe (3) wird die Komponente der Strömungsnachführung gebildet.

Wird diese Flügelturbine mittels eines Motors angetrieben so kann ihre 360°-Manövrierfähigkeit bei Spezialwasserfahrzeugen den Einsatz als Antriebspropeller finden.

Die mit der Erfindung erziehen Vorteile bestehen insbesondere darin, die regenerative Strömungs­ energie der Flüsse zur Gewinnung von Elektrischem Strom durch den neuen Wasserenergiekonverter direkt zu nutzen ohne der Natur und der Tierwelt Schäden durch das Errichten von Staudämmen anzurichten, geräuschlose Arbeit unter Wasser, schonend zu den Flusslebewesen, Möglichkeit der automatischen Dreh­ zahlregelung, die Eigenschaft der reversiblen (Umkehrbahren) Drehrichtung beim Einrichten eines Was­ serkraftwerks durch den Einsatz nebenstehender Flügelturbinen im Gegenlauf vorteilhaft genutzt werden kann um eine bessere Kopplung mehrerer Flügelturbinen an einem Standort zu ermöglichen um dadurch den Wirkungsgrad zu steigern, sowie bei Flussfähren als Energieträger für den autonomen Elektroantrieb und bei Spezialwasserfahrzeugen als Antriebspropeller eingesetzt zu werden. Bei Windenergiekonvertern die Stromeinspeisung ins Verbrauchernetz ohne den Einsatz von Schleifringen zu ermöglichen, mit geringerem Aufwand die Wind-Flügelturbine in den Wind zu Stellen, die nur mittels Veränderung der Flügelanstellwinkel (Flügelformation) und nicht mit dem Drehen des gesamten Maschinenhauses durch­ geführt wird, es muß keine über 100 m hohe und störende Stützsäule errichtet zu werden, durch das gegenseitige Überlagern der Flügelprojektionen tritt der unangenehmer Schattenschlag nicht mehr auf, es wirken keine zusätzlichen Kräfte auf das Achsialstützlager (21), es entfällt die ungesicherte Überhöhe welche die herkömmlichen Flügel z. Z. darstellen, durch kleinere Abmaße kann die Dichte der nebensteh­ enden Flügelturbinen erhöht werden und ein besonderer Pluspunkt ist dis Aufnahme der Strömungskraft auf theoretische 359° und dadurch wird das Anlaufen schon bei kleineren Windgeschwindigkeiten möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Abb. 1. Wasser-Flügelturbine als Wasserenergiekonverter. (auch für Flussfähren)
1 Teller-Rotor mit mehreren Flügelwellengehäusen auf seinem Flachkranz.
2 Hauptwelle der Flügelturbine.
3 Sterngetriebe mit zentralem Antriebsrad und mehreren Abtriebsrädern.
4 Schneckengetriebe mit im Getriebeunterbau gelagerten Flügelwelle (7).
5 Verbindungswelle mit Kupplungen.
6 Aktivflügel mit geflanschtem Mittelholm.
7 Flügelwelle mit Flansch im Flügelwellengehäuse gelagert.
8 Steuer-Kegelradgetriebe.
9 Hohlwelle als Verbindung zwischen dem Stern- (3) und Steuergetriebe (8).
10 Elektroantrieb mit leistungsabhängigem Elektromotor.
12 Spannvorrichtung des Drehzahlreglers für Wasser-Flügelturbinen außer Flussfähre.
13 Seilrolle des Drehzahlreglers auf der Hohlwelle (9) angeordnet.
14 Zugseil des Drehzahlreglers.
15 Zugfeder des Drehzahlreglers.
16 Spannschraube des Drehzahlreglers.
17 Verstellbare Stützrolle mit Halterung.
18 Umlauf-Begrenzungsschiene für die Stützrolle.
19 Tragdeck des Pontonen-Kraftwerk-Maschinenhauses.
20 Aufbauten.
21 Achsialstützlager.
22 Rotorbremse.
23 Übersetzungsgetriebe zur Drehzahlerhöhung.
24 Stromgenerator.
34 Steuer-Richtungsfahne wird nur bei Flussfähren eingesetzt. (daher in Klammem)
35 Kegelradgetriebe als Umlenkung nur bei Flussfähren. (daher in Klammern)
"A" = Strömungsrichtung und Aktivflügel-Formation einer linksdehenden Wasser-Flügelturbine.
"B" = Strömungsrichtung und Aktivflügel-Formation einer rechtsdrehenden Wasser-Flügelturbine.
"C" und "D" Strömungsrichtung bzw. Flügelformation in der Position "Stillstand".
"B", "C" und "D" diese Strömungsrichtungen sind von der Strömungsrichtung "A" = 90° mit den darge­ stellten Flügelformationen anzusehen, um nicht vier Zeichnungen anfertigen zu müssen.

Abb. 2. Wind-Flügelturbine aufgeführt sind nur von (Abb. 1.) abweichende Positionen.
11 Ausleger des Ausleger-Rotors mit Flügelwellengehäuse auf seiner Flanke.
25 Aktivflügel mit asymmetrisch nach oben versetzt, gelagerten Längsachse.
26 Anschläge für die Rückstellfeder (30) am Flügel und am Flügelträger.
27 Flügelträger mit Anschlußflansch.
28 Traverse des Flügelträgers.
29 Lagergehäuse mit Lager.
30 Rückstellfeder (eine Schrauben-Schenkel-Drehfeder).
31 Richtungsfahne für die Windnachführung.
32 Maschinenhaus der Wind-Flügelturbine.
33 Strebe mit Gabelenden und Spannschloß.
"G" = Arbeits-Windrichtung und Aktivflügel-Formation einer linksdrehenden Wind-Flügelturbine.
"I" = Windrichtung und Aktivflügel-Formation einer rechtsdrehenden Wind-Flügelturbine (Richtungsfahne hierbei in Richtung 90° arretieren bei bleibender Flügelformation).
"H" = Windrichtung-"Stillstand" und Aktivflügel-Formation der Wind-Flügelturbine bei Sturm (Richtungsfahne müßte hierbei in Richtung 0° gesehen werden).

Die Wasser- oder Wind-Strömungskraft ("A" Abb. 1 bzw. "G" Abb. 2) versetzt den Teller-Rotor (1) bzw. den Ausleger-Rotor (11) in eine Drehbewegung vom 0°-Referenzpunkt gegen den Uhrzeigersinn (nach links = positive Richtung), das zentrale Sterngetriebe (3) wird dabei in die gleiche Richtung gedreht, weil das zentrale Tellerrad dieses Getriebes, verbunden mittels Hohlwelle (9) mit dem Tellerrad des am Aufbau bzw. Maschinenhaus angeordneten Steuer-Kegelradgetriebes (8), sich nicht bewegt, müssen die Abtriebsräder dieses zentrale Tellerrad umlaufen und werden dabei in eine Rechtsdrehung versetzt, welche sie über die Verbindungswellen (5) an die Schneckengetriebe (4) weiterleiten, da die Schneckenräder auf den Flügelwellen (7) plaziert sind versetzen sie die Aktivflügel (6 bzw. 25) in eine Rechtsdrehung. Jeder dieser Aktivflügel umläuft mit dem Rotor (1 bzw. 11) planetenartig eine Kreisbahn mit gleichzeitiger Selbstrotation um die eigene Achse in Gegenrichtung zur Kreisbahn-Drehrichtung mit einem Gesamt­ übersetzungsverhältnis der Umdrehungen des Rotors zu den Umdrehungen der Aktivflügel von i = 2 : 1.

Was zur Folge hat, dass die Aktivflügel bei der Rotation um die eigene Achse sich um einen Winkel in Gegenrichtung zur Rotation des Flügelrotors drehen der immer um die Hälfte kleiner ist als der Dreh­ winkel der Flügelturbine. Beispiel: Bewegt sich die Flügelturbine und somit auch der Flügelwellenmittel­ punkt vom Referenzpunkt 0° des Flügelrotors nach links zum 60°-Punkt so rotiert in der gleichen Zeit und in der gleichen Position der Aktivflügel auf seiner Achse von seinem Tangenten-Ausgangspunkt 0° nach rechts nur um einen Winkel von -30° (vorausgesetzt wird eine Aktivflügel-Ersteinstellung) dementsprech­ end 120° zu -60°, 180° zu -90°, 240° zu -120°, 300° zu -150°, 360° zu -180°. Das ergibt, dass die Strömungs-Energieübertragung sich allmählich vom 0°-Referenzpunkt bis zum 180°-Punkt von 0% bis 100% steigert und danach wider bis zum 360°-Punkt bis auf 0% abnimmt also Theoretisch in 359° als Vortriebskraft auf die Hauptwelle (2) übertragen wird (Abb. 1 u. 2).

Soll die Flügelturbine angehalten werden so muß das zentrale Tellerrad des Steuer- Kegelradgetriebes (8) über seinen Elektroantrieb (10) und damit auch die verbundene Hohlwelle (9) und das Zentrale Teller­ rad des Sterngetriebes (3) um 90° nach rechts oder nach links gedreht werden um alle zur Strömung sym­ metrisch plazierten Aktivflügel (6) mit gegengerichteten Anstellwinkeln zu versehen um das Drehmoment aufzuheben. (Abb. 1 Strömung "C" oder "D" bzw. Abb. 2 Strömung "H"). Soll der Wasser-Flügelturbine (Abb. 1.) eine Rechtsdrehung verliehen werden so muß wie vorher beschrieben, diese Drehung um 180° durchgeführt bzw. bei der Wind-Flügelturbine (Abb. 2.) die Richtungsfahne (31) in der Position 90° arre­ tiert werden, (Strömungsrichtung "I" Abb. 2.). Ist nun eine Flügelturbine rechtsdrehend so ändern sich auch alle anderen Parameter wie Drehrichtung der Aktivflügel, der Zahnräder in den Getrieben usw. gegenüber der linksdrehenden entsprechend auf spiegelverkehrt.

Um bei größeren Durchmessern des Rotors (1) der Wasser-Flügelturbine, (zur Nutzung als Wasser­ energiekonverter) das zentrale Stützlager (21) zu entlasten, sind zwischen den Flügelwellengehäusen auf dem Flachkranz des Teller-Rotors (1) justierbare Stützrolle (17) mit Halterungen angebracht und eine Umlauf-Begrenzungsschiene (18) am Tragdeck (19) des Pontonen-Kraftwerks, ringförmig um die Flügel­ turbine angeordnet sowie zur Erzeugung eines zusätzlichen Auftriebs die Aktivflügel (6) als leere Schwimmerkammern konzipiert (Abb. 1).

Die Kraftübertragung von der Hauptwelle (2) zum Stromgenerator (24) erfolgt über ein, mit Rotor­ bremse (22) ausgestattetes, Übersetzungsgetriebe (23) mit Drehzahlerhöhung.

Claims (11)

1. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine mit vorgegebenen Wasserturbinen, Horizontal- und Vertikal-Windrotoren, insbesondere zur Nutzung der regenerativen Wasser- und Windströmungsenergie und ihre Konvertierung in Elektroenergie dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelturbine aus einem Tel­ ler-Rotor (1) bzw. Ausleger-Rotor (11) bestückt am Rande mit vertikalen Aktivflügeln (6 bzw. 25), der an einer senkrechten Hauptwelle (2) angebracht, und aus Komponenten zur Synchronisierung der Flügel­ formation mit Flügel-Anstellwinkeloptimierung, Drehzahlregelung und Strömungsnachführung, die in ihrer Zusammenwirkung einen drehzahlgeregelten, direkten Antrieb von der Energie der Wasser- bzw. Windströmung ermöglichen, zusammengesetzt ist (Abb. 1 u. 2).

2. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Teller-Rotor (1) der Wasser-Flügelturbine auf dem Flachkranz mit bis zu sechs Flügelwellengehäuse bestückt mit gelagerten Flügelwellen (7), symmetrisch angeordnet bzw. der Ausleger-Rotor (11) der Wind-Flügelturbine aus drei an das Zentrale Sterngetriebe (3) seitlich symmetrisch angebrachten Ausleger mit auf seiner Flanke angeordneten Flügelwellengehäuse, bestückt mit gelagerten Flügelwellen (7), zu­ sammengesetzt ist.

3. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Sterngetriebe (3) aus mittig auf der Hohlwelle (9) plaziertem Tellerrad und um ihn sternförmig angeord­ neten Abtrieb-Kegelrädern oder aus Schrägstirnrädern mit rechtwinkligen Achsen, entsprechend der Aktivflügelzahl (3 oder 6), für diese Flügelturbinen konzipiert ist. (Abb. 1 u. 2)

4. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der auf einer senkrechten Flügelwelle (7) rotierende Aktivflügel (6) der Wasser-Flügelturbine als Hohlkörper- Schwimmer, ausgebildet ist (Abb. 1), bzw. der auf einer senkrechten Flügelwelle (7) rotierende Aktiv­ flügel (25) der Wind-Flügelturbine mit seiner Längsachse asymmetrisch, (nach oben versetzt) schwenk­ bar, mit Rückstellfeder (30) versehen, auf der Traverse (28) gelagert ist (Abb. 2).

5. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelhalbierende des Winkels zwischen der Strömungsrichtung und der Tangente an den Laufkreis den die Mittelpunkte der Flügelwellen (7) bei der Rotorbewegung umschreiben, die Formel der optimalen Flügel-Anstellwinkel-Größe darstellt.

6. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass bei einer linksdrehenden Flügelturbine alle Aktivflügel im 0°-Referenzpunkte lotrecht und im 180°-Punkte waagerecht zur X-Koordinate und bei einer rechtsdrehenden Flügelturbine alle Aktivflügel im 0°-Refe­ renzpunkte waagerecht und im 180°-Punkte lotrecht zur X-Koordinate vor Inbetriebnahme ausgerichtet werden müssen, bei angenommener Strömungsrichtung von 90° zu 270° parallel zur Y-Koordinate.

7. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander verbundenen Aggregate das Sterngetriebe (3) mit den Schneckengetrieben (4) mit einem Gesamtübersetzungsverhältnis der Umdrehungen des Flügelrotors zu den Umdrehungen der Aktivflügel (6 bzw. 25) mit Drehrichtungswandlung von i = 2 : 1, die Komponenten zur Synchronisierung der Flügel­ formation mit Flügel-Anstellwinkeloptimierung darstellen (Abb. 1 u. 2).

8. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander verbundenen Aggregate der Wasser-Flügelturbine bei ihrer Nutzung als Wasserenergiekon­ verter, das Steuer-Kegelradgetriebe (8) mit seinem Elektroantrieb (10) mittels Hohlwelle (9) mit dem Sterngetriebe (3) und der Spannvorrichtung (12) bestehend aus auf der Hohlwelle (9) angeordneten Seil­ rolle (13), Zugseil (14), Zugfeder (15) und Spannschraube (16), die Komponenten zur Drehzahlregelung der Wasser-Flügelturbine bilden (Abb. 1).

9. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Wasser-Flügelturbine als Wasserenergiekonverter zur auto­ nomen Stromkraftversorgung mit Elektroantrieb bei Flussfähren eingesetzt werden kann.

10. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander verbundenen Aggregate der Wasser-Flügelturbine, bei ihrer Nutzung als Wasserenergiekon­ verter für Flussfähren, das Steuer-Kegelradgetriebe (8) mit seinem Elektroantrieb (10) mittels Hohlwelle (9) mit dem Sterngetriebe (3) und Steuer-Richtungsfahne (34) mit Umlenkgetriebe (35) mit einem Über­ setzungsverhältnis zum Tellerrad des Kegelradgetriebes (8) von i = 1 : 1, die Komponenten zur Drehzahl­ regelung und Strömungsnachführung beim Fährantrieb bilden (Abb. 1).

11. Vertikale Wasser- und Wind-Flügelturbine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander verbundenen Aggregate der Wind-Flügelturbine, das Steuer-Kegelradgetriebe (8) mit seinem Elektroantrieb (10) mittels Hohlwelle (9) mit dem Sterngetriebe (3) und auf der Hohlwelle (9) angeord­ neten Richtungsfahne (31), die Komponenten zur Drehzahlregelung und Strömungsnachführung der Wind-Flügelturbine bilden (Abb. 2).