DE10145786A1

DE10145786A1 - Wind power turbine with housing enclosing rotor blades has aerodynamically shaped outer housing, e.g. consisting of surface coated hard foam body or plastic with joined inner, outer walls

Info

Publication number: DE10145786A1
Application number: DE10145786A
Authority: DE
Inventors: Michael Ehrenberger
Original assignee: KBE Windpower GmbH
Current assignee: LUETHI-POOS, EVA, ERMATINGEN, CH
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2003-04-10

Abstract

The wind power turbine has an aerodynamically shaped outer housing (2) consisting of a surface coated hard foam body or of plastic with separate inner and outer walls joined by welding or adhesive at their leading and trailing end regions in the axial direction of the rotor axle or of one or more aerodynamic extruded hollow profiles.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windkraftturbine mit einem mit Rotorblättern versehenen, einen elektrischen Generator rotierend antreibenden Rotar, wobei die Rotorblätter zur Verbesserung des Wirkungsgrades von einem umlaufenden Mantelgehäuse umgeben sind, dessen Querschnittsform aerodynamisch der Querschnittsform eines Tragflügels eines Flugzeuges ähnlich ist und dessen vorderer Lufteinlaßquerschnitt kleiner ist als dessen hinterer Luftauslaßquerschnitt, wodurch zumindest bereichsweise eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des durch das Mantelgehäuse hindurchströmenden Luftstromes erreicht wird. The invention relates to a wind turbine with a provided with rotor blades, an electric Generator rotating driving rotar, the rotor blades to improve the efficiency of a rotating Sheath housing are surrounded, its cross-sectional shape aerodynamically the cross-sectional shape of a wing Airplane is similar and its front Air inlet cross-section is smaller than the rear one Air outlet cross section, whereby at least in some areas Increasing the flow rate of the through the Jacket housing flowing air flow is achieved.

Windkraftturbinen der gattungsgemäßen Art sind schon seit Jahrzehnten bekannt und werden in sogenannte "freifahrende" Windkraftturbinen und in sogenannte Mantelturbinen unterschieden. Solche als Mantelturbinen ausgebildete Windkraftturbinen der gattungsgemäßen Art bestehen im wesentlichen aus einem Rotor, welcher mit zwei oder mehreren Rotorblättern versehen ist. Durch diesen Rotor wird zur elektrischen Energieerzeugung ein elektrischer Generator rotierend angetrieben, wobei die Rotorblätter zur Verbesserung des Wirkungsgrades von einem umlaufenden Mantelgehäuse umgeben sind. Wind turbines of the generic type have been around for a long time Known for decades and are in so-called "Free moving" wind turbines and in so-called jacket turbines distinguished. Such trained as jacket turbines Wind turbines of the generic type exist in essentially of a rotor, which with two or is provided with several rotor blades. Through this rotor for electrical energy generation an electrical Generator driven in rotation, the rotor blades for Improve the efficiency of a circulating Jacket housing are surrounded.

Es hat sich dabei gezeigt, wie insbesondere aus der US 4,132,499 ersichtlich ist, daß für bestimmte Querschnittsformen des Mantelgehäuses die Ausbeute aus der Windenergie im Vergleich zu einer sogenannten freifahrenden Windkraftturbine erheblich verbessert werden kann, indem die Querschnittsform etwa der Querschnittsform eines Tragflügels eines Flugzeuges ähnlich ausgestaltet wird. Dabei wird dieses Tragflügelprofil als umlaufender Ringmantel ausgebildet, dessen vorderer Lufteinlaßquerschnitt kleiner ist als dessen hinterer Luftauslaßquerschnitt. Durch diese Art "Trichterform" wird in Zusammenwirken mit der aerodynamischen Querschnittsform eine erhebliche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des durch das Mantelgehäuse hindurchströmenden Luftstromes im Vergleich zur Umgebung erreicht. Mit der Ausgestaltung unterschiedlicher Querschnittsformen des Mantelgehäuses sowie einem zusätzlichen im Luftaustrittsbereich des Mantelgehäuses angeordneten Diffusor-Ring befaßt sich beispielsweise auch die WO 00/50769, in welcher die unterschiedlichen Varianten von Querschnittsformen des Mantelgehäuses sowie unterschiedliche Anstellwinkel der vorgeschlagenen Querschnittsprofile zur Windrichtung dargestellt sind. It has been shown here, in particular from US Pat. No. 4,132,499 it can be seen that for certain Cross-sectional shapes of the casing the yield from the Wind energy compared to a so-called free-running wind turbine can be significantly improved by making the cross-sectional shape roughly the cross-sectional shape a wing of an aircraft similarly designed becomes. This wing profile is considered to be all-round Ring jacket formed, the front Air inlet cross-section is smaller than the rear one Luftauslaßquerschnitt. This type of "funnel shape" is used in Interaction with the aerodynamic cross-sectional shape significant increase in the flow rate through the airflow flowing through the casing Achieved compared to the environment. With the design different cross-sectional shapes of the casing and an additional one in the air outlet area of the Sheath housing arranged diffuser ring deals for example also WO 00/50769, in which the different variants of cross-sectional shapes of the Jacket housing and different angles of attack proposed cross-sectional profiles for wind direction are shown.

Problematisch jedoch ist die Herstellung sowohl des Mantelgehäuses selbst wie auch des an diesem zusätzlich angeordneten Diffusor-Ringes insbesondere für größer bauende Mantelturbinen, deren wirksamer Durchmesser mehrere Meter betragen kann. So wird beispielsweise in der WO 00/55440 vorgeschlagen, das Mantelgehäuse aus einzelnen Segmenten herzustellen. Diese Segmente wiederum bestehen aus einem Gitterrohrrahmen, welcher außenseitig mit einer entsprechend geformten, äußeren Oberfläche, beispielsweise in Form von einzelnen Blechen, abgedeckt ist. Durch Zusammenfügen dieser einzelnen Segmente wird ein Mantelgehäuse mit aerodynamischem Querschnitt und Durchmessern von über 40 Metern hergestellt. Aufgrund des äußerst komplizierten Aufbaus ist eine derartige Herstellung eines solchen Mantelgehäuses äußerst kostspielig. Vorteilhaft bei dieser Konstruktion ist jedoch, daß das Mantelgehäuse selbst äußerst stabil aufgebaut ist, so daß der Rotor zusammen mit einem entsprechend von diesem Rotor angetriebenen Generator über eine entsprechende Stützkonstruktion zentral in das Mantelgehäuse feststehend eingebracht werden kann, ohne daß zu befürchten ist, daß das Mantelgehäuse aufgrund der hohen Belastungen einerseits gewichtsbedingt und andererseits aufgrund der auftretenden hohen Windkräfte Schaden nehmen könnte. However, the production of both is problematic Mantle housing itself as well as that of this additionally arranged diffuser ring especially for larger building jacket turbines, the effective diameter of several Meters. For example, in WO 00/55440 suggested the casing from individual To produce segments. These segments in turn exist from a space frame, which has a appropriately shaped outer surface, for example in the form of individual sheets. By Merging these individual segments becomes a Jacket housing with an aerodynamic cross section and diameters of over 40 meters. Because of the extreme complicated construction is such a manufacture of a such a casing extremely expensive. Advantageous in this construction, however, is that the shell housing itself is extremely stable, so that the rotor along with one correspondingly from this rotor driven generator via a corresponding support structure placed centrally in the casing can become, without fear that the Jacket housing due to the high loads on the one hand due to weight and on the other hand due to the high Wind forces could be damaged.

Bei weiteren bekannten Mantelgehäusen (US 4,021,135) wird das Mantelgehäuse aus einem Vollkörper hergestellt, in welchen der Rotor zusammen mit dem Generator als Einheit eingebracht wird und mittels Spanndrähten zentral im Mantelgehäuse gehalten wird. Durch dieses Verspannen des Generators im Mantelgehäuse muß eine äußerst stabile Konstruktion des Mantelgehäuses vorgesehen sein. In other known casing housings (US 4,021,135) the casing made of a solid body, in which the rotor together with the generator as a unit is inserted and centrally in the Jacket housing is held. By bracing the Generator in the casing must be extremely stable Construction of the casing can be provided.

Bekannterweise sind, wie aus den angegebenen Druckschriften ersichtlich ist, diese Mantelgehäuse insbesondere für kleiner bauende Mantelturbinen aus Vollmaterial hergestellt und bestehen nach derzeitiger Kenntnis für ortsfest aufgestellte Mantelturbinen in der Regel aus einem metallischen Werkstoff. Dies wiederum bedeutet, daß insbesondere zum Erreichen einer optimalen aerodynamischen Formgebung des Gehäusequerschnittes äußerst hohe Fertigungskosten vorliegen. As is known, as from the specified It can be seen in publications, this casing in particular for smaller jacket turbines made of solid material manufactured and exist for Fixed-shell turbines usually from one metallic material. This in turn means that especially to achieve optimal aerodynamic Shape of the housing cross section extremely high Manufacturing costs exist.

Weiter ist beispielsweise aus der DE 199 03 846 A1 bekannt, das Mantelgehäuse aus Beton herzustellen, um eine äußert hohe Stabilität dieses Mantelgehäuses zu erreichen. Nachteilig dabei ist jedoch, daß dieses Mantelgehäuse gemäß dieser bekannten Windkraftturbine keine aerodynamische Formgebung des Gehäusequerschnittes aufweist, so daß eine erhebliche Verbesserung des Wirkungsgrades hier nur bedingt erreichbar ist. Andererseits wäre eine Mantelturbine mit Betonmantelgehäuse mit optimiertem, aerodynamisch geformten Mantelgehäuse nur äußerst aufwendig herstellbar, da dies äußerst teurer und großer Formen zum Gießen des Mantelgehäuses bedarf. Außerdem weist ein aus Beton gegossenes Mantelgehäuse ein extrem hohes Eigengewicht auf, so daß für die Abstützung bzw. Fundamentierung beispielsweise einer Standsäule ebenfalls besondere Maßnahmen getroffen werden müssen, um eine ausreichende Stabilität auch bei höheren Winddrücken sicherstellen zu können. Auch dadurch wird eine solche Windkraftturbine mit Betonmantelgehäuse erheblich teurer, so daß ein wirtschaftlicher Einsatz nur schwer vorstellbar ist. Furthermore, for example from DE 199 03 846 A1 known to manufacture the shell housing from concrete to a expresses high stability of this jacket housing to reach. The disadvantage, however, is that this Shell housing according to this known wind turbine has aerodynamic shape of the housing cross section, so that a significant improvement in efficiency can only be reached here to a limited extent. On the other hand, one would be Jacket turbine with concrete jacket housing with optimized, aerodynamically shaped jacket housing only extremely complex producible, since this is extremely expensive and large molds for Pouring the jacket housing is required. One also shows Concrete cast casing has an extremely high Dead weight on, so that for the support or foundation for example, a special column Measures must be taken to ensure adequate Ensure stability even at higher wind pressures can. This also makes such a wind turbine with concrete jacket housing considerably more expensive, so that a economic use is difficult to imagine.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftturbine der gattungsgemäßen Art mit einem stabilen, leicht herstellbaren und damit kostengünstigen Mantelgehäuse auszustatten. Accordingly, the invention has for its object a Wind turbine of the generic type with one stable, easy to manufacture and therefore inexpensive Equip jacket housing.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Mantelgehäuse aus einem aerodynamisch geformten, oberflächenbeschichteten Hartschaumkörper gebildet ist, oder daß das Mantelgehäuse aus Kunststoff besteht und aus einer umlaufenden, separaten Innenwand und einer umlaufenden, separaten Außenwand gebildet wird, welche in ihrem in Achsrichtung der Rotorachse vorderen und hinteren Endbereichen miteinander, insbesondere durch eine Schweiß- oder Klebverbindung verbunden sind, oder daß das Mantelgehäuse aus einem oder mehreren, im Querschnitt aerodynamisch geformten und umlaufend in eine kreisrunde Form gebogenen Stranggußhohlprofilen gebildet ist. The object is achieved in that the Jacket housing made of an aerodynamically shaped, surface-coated rigid foam body is formed, or that the casing is made of plastic and a surrounding, separate inner wall and one circumferential, separate outer wall is formed, which in its in the axial direction of the rotor axis front and rear End areas with each other, in particular by a welding or adhesive connection are connected, or that the casing from one or more, in Cross section aerodynamically shaped and encircling in one circular shape curved continuous casting hollow profiles formed is.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mantelgehäuses ist dieses in kostengünstiger Weise herstellbar. Dazu sind alternativ drei verschiedene Ausführungsformen vorgesehen. Due to the inventive design of the Jacket housing, this can be produced in a cost-effective manner. To are alternatively three different embodiments intended.

So kann zum einen das Mantelgehäuse aus einem aerodynamisch geformten, oberflächenbeschichteten Hartschaumkörper gebildet sein. Solche Hartschaumkörper haben den Vorteil, daß sie in einfacher Weise präzise bearbeitet werden können, so daß die profilierte Querschnittsform des Mantelgehäuses einfach erreichbar ist. Um eine möglichst aerodynamisch günstige Oberfläche zu erreichen, ist der Hartschaumkörper desweiteren beschichtet. Als Beschichtung kommen hierbei verschiedenen Laminate zur Anwendung, welche eine äußerst präzise und glatte Oberfläche bilden. Desweiteren wird durch diese Oberflächenbeschichtung auch eine erhebliche Erhöhung der Eigenstabilität des Mantelgehäuses erreicht, so daß dieses auch größeren Belastungen, insbesondere bei Sturm oder dergleichen, standhält. For example, the casing can be made from one aerodynamically shaped, surface coated Rigid foam body to be formed. Such rigid foam bodies have the The advantage that it can be precisely processed in a simple manner can be, so that the profiled cross-sectional shape of the Casing is easily accessible. To one if possible The aerodynamically favorable surface is the Hard foam body also coated. As Different laminates are used for coating, which form an extremely precise and smooth surface. Furthermore, this surface coating also a significant increase in the inherent stability of the Shell casing reached, so that this also larger Withstands loads, especially during storms or the like.

Als zweite Alternative kann das Mantelgehäuse aus Kunststoff bestehen und eine umlaufende, separate Innenwand und eine umlaufende, separate Außenwand bilden. Das bedeutet, daß das Mantelgehäuse in einfacher Weise aus formstabilen Spritzgießteilen herstellbar ist, welche beispielsweise in ihren in Achsrichtung der Rotorachse vorderen und hinteren Endbereichen miteinander verbunden sind. Die Verbindung dieser Kunststoffwände kann dabei vorzugsweise durch Schweiß- und Klebverbindungen erfolgen. As a second alternative, the casing can Plastic and a surrounding, separate inner wall and form a circumferential, separate outer wall. The means that the jacket housing in a simple manner dimensionally stable injection molded parts can be produced, which for example in their axis direction of the rotor axis front and rear end areas interconnected are. The connection of these plastic walls can preferably by welding and adhesive connections respectively.

Als dritte Variante ist vorgesehen, daß das Mantelgehäuse aus einem oder mehreren, im Querschnitt aerodynamisch geformten und umlaufend in eine kreisrunde Form gebogenen Stranggußhohlprofilen gebildet wird. Durch diese Ausgestaltung können insbesondere in einfacher Weise auch Mantelgehäuse mit größeren Abmessungen bis über 20 Meter Durchmesser und entsprechender Länge realisiert werden. Aufgrund der Verwendung von Hohlprofilen, beispielsweise Aluminiumhohlprofilen, welche im Stranggußverfahren herstellbar sind, wird bei äußerst hoher Stabilität des gesamten Mantelgehäuses ein äußerst geringes Gewicht erreicht. Dabei ist vorgesehen, daß die Stranggußhohlprofile in ihrem Querschnitt bereits dem Wandquerschnitt des Mantelgehäuses entsprechen und zum Bilden eines geschlossenen Gehäuseringes entsprechend kreisrund gebogen werden. The third variant provides that the casing one or more, aerodynamically in cross section shaped and curved all around in a circular shape Continuous casting hollow profiles is formed. Through this Design can also be particularly simple Shell housing with larger dimensions up to over 20 meters Diameter and corresponding length can be realized. Due to the use of hollow profiles, for example Hollow aluminum profiles, which in the continuous casting process are producible, the extremely high stability of the entire shell housing an extremely low weight reached. It is envisaged that the Continuous cast hollow profiles in their cross section already the wall cross section of the Correspond to casing and to form a closed housing ring curved accordingly become.

Dabei kann gemäß Anspruch 2 vorgesehen sein, daß das Mantelgehäuse in Umfangsrichtung in zwei oder mehrere identisch ausgebildete Einzelsegmente unterteilt ist. Dies hat insbesondere bei der Herstellung größerer Mantelgehäuse den Vorteil, daß die Einzelbestandteile kleiner ausgebildet sind und somit, insbesondere für den Transport, weniger Raum beanspruchen und auch selbst ein geringeres Gewicht aufweisen. Diese Aufteilung in zwei oder mehrere Einzelsegmente ist dabei für alle drei Ausgestaltungsvarianten des Mantelgehäuses gemäß Anspruch 1 vorgesehen. It can be provided according to claim 2 that Shell housing in the circumferential direction in two or more identically trained individual segments is divided. This has bigger ones especially in the manufacture Shell housing the advantage that the individual components are smaller are trained and thus, especially for the Transport, take up less space and one yourself have lower weight. This split in two or there are several individual segments for all three Design variants of the casing according to claim 1 intended.

Desweiteren kann gemäß Anspruch 3 für die zweite Alternative der Ausgestaltung des Mantelgehäuses aus Kunststoff vorgesehen sein, daß die Innenwand und die Außenwand des Mantelgehäuses einen ein- oder mehrteiligen Hohlraum bilden, welcher mit einem aushärtenden Hartschaum ausgeschäumt ist. Auch diese zusätzliche Ausschäumung des Hohlraumes zwischen der Innenwand und der Außenwand bewirkt eine erhebliche Aussteifung des gesamten Mantelgehäuses, so daß auch die Variante aus Kunststoff eine äußerst hohe Eigenstabilität aufweist und somit auch für größere Belastungen und auch für größere Abmessungen geeignet ist. Furthermore, according to claim 3 for the second Alternative to the design of the plastic casing be provided that the inner wall and the outer wall of the Sheath housing a one-part or multi-part cavity form, which with a curing rigid foam is foamed. This additional foaming of the Cavity between the inner wall and the outer wall causes a significant stiffening of the whole Jacket housing, so that the variant made of plastic has extremely high inherent stability and therefore also for larger loads and also for larger dimensions suitable is.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann gemäß Anspruch 4 vorgesehen sein, daß das Mantelgehäuse in Achsrichtung der Drehachse des Rotors in zwei oder mehrere hintereinanderliegende und miteinander zu einem Gehäusekörper verbundene Stranggußhohlprofile unterteilt ist. In a further advantageous embodiment, according to Claim 4 be provided that the jacket housing in Axial direction of the axis of rotation of the rotor in two or more one behind the other and together Housing body connected continuous casting hollow sections is divided.

Auch durch diese Unterteilung wird ein einfacher Transport für größere Mantelgehäuse erreicht. Dabei bilden die einzelnen, hintereinanderliegende und miteinander verbundenen Stranggußhohlprofile im Bereich ihrer jeweiligen axialen Länge einen Teilabschnitt der aerodynamischen Querschnittsform. D. h., daß die axialen Stranggußhohlprofile kastenartig ausgebildet sind und in ihrer zusammengesetzten Struktur die fertige Querschnittsform des gesamten Mantelgehäuses bilden. This subdivision also makes it easier Transport for larger jacket housings achieved. Thereby form the individual, one behind the other and with each other connected continuous casting hollow profiles in the area of their respective axial length a portion of the aerodynamic Cross-sectional shape. That is, the axial Continuous cast hollow profiles are box-shaped and in their composite structure the finished cross-sectional shape of the form the entire casing.

Weiterhin kann gemäß Anspruch 5. insbesondere auch für größere Mantelgehäuse vorgesehen sein, daß nur ein vorderes und ein hinteres Stranggußhohlprofil vorgesehen ist, deren Formgebung der Querschnittsform des Mantelgehäuses in den entsprechenden axialen Bereichen entspricht. Zwischen diesen in axialer Richtung voneinander beabstandeten Stranggußhohlprofilen sind zum Erreichen der restlichen Querschnittsform innere und äußere Leitbleche vorgesehen, durch welche die Stranggußhohlprofile feststehend miteinander verbunden sind. Diese Leitbleche bilden dabei im entsprechenden axialen Bereich die Innenwand und die Außenwand des Mantelgehäuses. Es versteht sich, daß dabei die Leitbleche ebenfalls in Umfangsrichtung gebogen sind und aber auch in axialer Richtung eine entsprechend gebogene Profilierung aufweisen, so daß die Leitbleche zusammen mit den Stranggußhohlprofilen die aerodynamische Querschnittsform des Mantelgehäuses bilden. Furthermore, in particular for larger jacket housings should be provided that only one front and a rear continuous cast hollow profile is provided, the shape of the cross-sectional shape of the casing in the corresponding axial areas. Between them in the axial direction from each other spaced continuous cast hollow profiles are to achieve the remaining cross-sectional shape inner and outer baffles provided by which the continuous cast hollow profiles are fixed are interconnected. These baffles form in the corresponding axial area, the inner wall and the Outer wall of the casing. It goes without saying that the baffles are also bent in the circumferential direction and also a corresponding one in the axial direction have curved profiling so that the baffles together with the continuous cast hollow profiles, the aerodynamic Form the cross-sectional shape of the casing.

Dabei kann gemäß Anspruch 6 vorgesehen sein, daß insbesondere bei größerer axialer Länge des Mantelgehäuses und damit bei größerem axialen Abstand der beiden Stranggußhohlprofile gemäß Anspruch 5 zwischen den inneren und äußeren Leitblechen Versteifungsstege eingebracht sind. Hierdurch kann insbesondere eine äußerst hohe Eigensteifigkeit des Mantelgehäuses und zum anderen auch eine präzise Querschnittsform erreicht werden. It can be provided according to claim 6 that especially with a greater axial length of the casing and thus with a greater axial distance between the two Continuous cast hollow profiles according to claim 5 between the inner and outer baffles are introduced. This can in particular be extremely high Inherent rigidity of the casing and on the other hand also one precise cross-sectional shape can be achieved.

Um nun das erfindungsgemäß ausgestaltete Mantelgehäuse möglichst geringen äußeren Belastungen auszusetzen, ist gemäß Anspruch 7 vorgesehen, daß der Rotor zusammen mit dem Generator auf einer das Mantelgehäuse radial durchragenden, säulenartigen und auf einem Untergrund feststehend montierbaren Tragvorrichtung gelagert ist. Dabei ist desweiteren vorgesehen, daß das Mantelgehäuse über eine separate Stützvorrichtung abgestützt wird. Diese Stützvorrichtung kann dabei wahlweise auf dem Untergrund, an der Tragvorrichtung des Rotors oder auch des Generators befestigt sein. Auch eine Befestigung beispielsweise durch entsprechende Stützstreben des Mantelgehäuses direkt am Generator ist erfindungsgemäß vorgesehen. Durch diese selbsttragende Halterung des Mantelgehäuses werden auf das Mantelgehäuse keine zusätzlichen Belastungen beispielsweise durch das Eigengewicht des Rotors zusammen mit dem Generator oder auch den am Rotor wirkenden Winddruck übertragen. Now around the jacket housing designed according to the invention Exposure to as little external stress as possible is provided according to claim 7 that the rotor together with the generator on a radially the casing protruding, columnar and on a surface fixed mountable bearing device is mounted. It is further provided that the jacket housing over a separate support device is supported. This Support device can optionally on the surface the carrying device of the rotor or the generator be attached. Also an attachment, for example by appropriate struts of the casing According to the invention, it is provided directly on the generator. By this self-supporting bracket of the shell housing no additional loads on the casing for example by the weight of the rotor with the generator or also those working on the rotor Transfer wind pressure.

Die Kopplung der separaten Stützvorrichtung des Mantelgehäuses sowie der separaten Tragvorrichtung des Rotors bzw. Generators ist dabei derart ausgebildet, daß gemäß Anspruch 8 der Rotor, der Generator und das Mantelgehäuse gemeinsam um eine im wesentlichen vertikale, rechtwinklig zur Rotorachse verlaufende Drehachse drehbar gelagert sind. Dabei ist eine drehfeste Verbindung der Stützvorrichtung und der Tragvorrichtung vorgesehen, so daß bei der Ausrichtung der gesamten Windkraftturbine abhängig von der Windrichtung sich der Rotor mit dem Generator zusammen mit dem Mantelgehäuse gemeinsam auf diese entsprechend vorliegende Windrichtung ausrichten. The coupling of the separate support device of the Jacket housing and the separate support device of the rotor or generator is designed such that according to Claim 8 of the rotor, the generator and the casing together around a substantially vertical, rectangular axis of rotation extending rotatably to the rotor axis are. A non-rotatable connection is the Support device and the support device provided so that at the orientation of the entire wind turbine from the wind direction the rotor with the generator together with the casing on this Align the wind direction accordingly.

Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades kann gemäß Anspruch 9 vorgesehen sein, daß im Bereich des Luftaustritts am Mantelgehäuse wenigstens ein im Durchmesser größerer Diffusor-Ring vorgesehen ist, welcher in Richtung der Luftströmung kegelförmig erweitert ausgebildet ist. Zum Mantelgehäuse hin wird zwischen dem Diffusor- Ring und dem Mantelgehäuse ein im wesentlichen vollständig umlaufender Luftspalt gebildet, durch welchen in Zusammenwirken mit der radial nach außen gerichteten Umlenkung des Luftstromes eine zusätzliche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des durch das Mantelgehäuse hindurchgeleiteten Luftstromes bewirkt wird. Damit wird durch diesen Diffusor-Ring der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Windkraftturbine weiter verbessert. To further improve efficiency, according to Claim 9 provided that in the area of Air outlet at the casing at least one in diameter Larger diffuser ring is provided, which in Direction of air flow is flared is. Towards the jacket housing, between the diffuser Ring and the casing a substantially completely circumferential air gap, through which in Interact with the radially outward Redirecting the airflow an additional increase in Flow rate of the through the casing passed air flow is effected. So that will through this diffuser ring the efficiency of the wind turbine according to the invention further improved.

Je nach Größe und Ausgestaltung des Mantelgehäuses können gemäß Anspruch 10 im Bereich des Luftaustritts am Mantelgehäuse auch mehrere Diffusor-Ringe mit größer werdendem Durchmesser vorgesehen sein. In Strömungsrichtung sind diese dabei hintereinander angeordnet und bilden jeweils ebenfalls zwischen sich einen im wesentlichen vollständig umlaufenden Luftspalt. Auch durch diese Ausgestaltung wird der Wirkungsgrad der Windkraftturbine weiter verbessert. Depending on the size and design of the casing, you can according to claim 10 in the area of the air outlet on Jacket housing also several diffuser rings with increasing Diameter may be provided. Are in the direction of flow these are arranged one behind the other and each form also essentially complete between themselves circumferential air gap. This configuration also the efficiency of the wind turbine will continue improved.

Daß die gemäß Anspruch 9 und 10 vorgesehene Luftspalte "im wesentlichen" vollständig umlaufen sollen, bedeutet, daß diese lediglich durch entsprechende Haltestege der Ringe untereinander bzw. des ersten Diffusor-Ringes am Mantelgehäuse unterbrochen sein sollen, um die Wirkung der zusätzlich eingebrachten und radial nach außen umgelenkten Luftströmung möglichst optimal zu gestalten. That the air gaps provided according to claims 9 and 10 "essentially" should circulate completely means that this is only by means of appropriate holding bridges Rings among themselves or the first diffuser ring on Jacket housing should be interrupted to the effect the additionally introduced and radially outwards redirected air flow as optimally as possible.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Windkraftturbine sowie unterschiedliche Varianten der Ausgestaltung des Mantelgehäuses dargestellt. Dabei ist die Erfindung nicht auf das konkrete Ausführungsbeispiel bzw. Ausgestaltungen des Mantelgehäuses beschränkt, sondern umfaßt auch weitere, nicht konkret als Ausführungsbeispiel beschriebene Varianten, welche Inhalt der Patentansprüche sind. Es zeigt: Below is a based on the drawing Embodiment of the wind turbine according to the invention and different variants of the design of the Sheath housing shown. The invention is not based on that concrete embodiment or refinements of Jacket housing limited, but also includes other, not specifically described as an embodiment Variants, which are the content of the claims. It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Windkraftturbine der erfindungsgemäßen Art; Figure 1 is a perspective view of a wind turbine of the type according to the invention.

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Windkraftturbine aus Fig. 1; FIG. 2 shows a vertical section through the wind power turbine from FIG. 1;

Fig. 3 die Schwenklagerung der Windkraftturbine aus den Fig. 1 und 2 als vergrößerten Ausschnitt III aus Fig. 2; ... Figure 3 shows the pivotal mounting of the wind turbine from Figs 1 and 2 as enlarged detail III of Figure 2;

Fig. 4 einen Querschnitt durch das Mantelgehäuse der Windkraftturbine bestehend aus einem oberflächenbeschichteten Hartschaumkörper; 4 shows a cross section through the jacket housing of the wind turbine consisting of a surface-coated hard foam body.

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Mantelgehäuse bestehend aus Kunststoff mit einer umlaufenden, separaten Innen- und Außenwand; 5 shows a cross section through the shell housing consisting of plastic with a circumferential, separate inner and outer walls.

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Mantelgehäuse, welches aus einem vorderem und hinteren Stranggußhohlprofil gebildet wird, welche über ein inneres und ein äußeres Leitblech miteinander verbunden sind; 6 shows a cross section through the shell housing which is formed from a front and rear Stranggußhohlprofil which are connected to each other through an inner and an outer baffle.

Fig. 7 das Ausführungsbeispiel des Gehäusequerschnittes gemäß Fig. 5 mit zusätzlichen Aussteifungsstegen; Fig. 7 is the embodiment of the housing cross-section according to Figure 5 with additional Aussteifungsstegen.

Fig. 8 ein in axialer Richtung in mehrere Stranggußprofile unterteiltes Mantelgehäuse im Querschnitt; Fig. 8 is a subdivided in axial direction into several Stranggußprofile jacket housing in cross section;

Fig. 9 ein einstückig als Stranggußprofil hergestelltes Mantelgehäuse im Querschnitt. Fig. 9 is a casing made in one piece as a continuous casting profile in cross section.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Windkraftturbine 1 mit einem Mantelgehäuse 2, einem Rotor 3, einem Generator 4 sowie einem am hinteren Ende des Mantelgehäuses 2 angeordneten Diffusor- Ring 5. Der Rotor 3 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit fünf Rotorblättern 6 versehen, durch welche der Rotor bei einer entsprechenden durch das Mantelgehäuse 2 hindurchströmenden Luftströmung rotierend angetrieben wird. Diese Rotationsbewegung des Rotors 3 wird über eine entsprechende mechanische Kopplung auf den in der Zeichnung nicht näher dargestellten Generator 4 übertragen, so daß dieser elektrische Energie erzeugt. Fig. 1 shows a perspective view of a wind turbine 1 according to the invention with a cover housing 2, a rotor 3, a generator 4 and one disposed at the rear end of the shell 2 diffuser ring 5. In the present exemplary embodiment, the rotor 3 is provided with five rotor blades 6 , by means of which the rotor is driven in rotation in the event of a corresponding air flow flowing through the casing 2 . This rotational movement of the rotor 3 is transmitted via a corresponding mechanical coupling to the generator 4 , not shown in the drawing, so that it generates electrical energy.

Das Mantelgehäuse 2 weist eine aerodynamische Form auf, dessen Querschnittsform der Tragflügelform eines Flugzeugtragflügels ähnlich ist, wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. Wie aus den Fig. 1 und 2 weiter erkennbar ist, ist der Rotor 3 zusammen mit dem Generator 4 auf einer säulenartigen, auf dem Untergrund feststehend montierbaren Tragvorrichtung 7 angeordnet. Zur Montage des Rotors 3 zusammen mit dem Generator 4 auf der Tragvorrichtung 7 ist eine Art Kreuzschlitten 8 vorgesehen, welcher beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem vertikal nach unten gerichteten Montagezylinder 9 feststehend auf der Tragvorrichtung 7 montiert ist. The casing 2 has an aerodynamic shape, the cross-sectional shape of which is similar to the wing shape of an aircraft wing, as can be seen in particular from FIG. 2. As can also be seen from FIGS. 1 and 2, the rotor 3 is arranged together with the generator 4 on a column-like support device 7 which can be fixedly mounted on the ground. To mount the rotor 3 together with the generator 4 on the carrying device 7 , a type of cross slide 8 is provided, which in the present exemplary embodiment is fixedly mounted on the carrying device 7 with a vertically downwardly directed mounting cylinder 9 .

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Kreuzschlitten 8 aus einer unteren Stützplatte 10, auf welcher eine zweite Lagerplatte 11 vorgesehen ist, die mit der Stützplatte 10 über eine Schwalbenschwanzverbindung 12 (Fig. 2) in horizontaler Richtung quer zur Drehachse 13 des Rotors 3 verstellbar gelagert ist. Desweiteren ist auf dieser Lagerplatte 11 eine Montageplatte 14 vorgesehen, auf welcher der Generator 4 feststehend montiert ist. Diese Montageplatte 14 steht ihrerseits wiederum über eine quer zur Schwalbenschwanzverbindung 12 verlaufend ausgerichteten Schwalbenschwanzverbindung 15 mit der mittleren Lagerplatte 11 in axialer Richtung der Drehachse 13 verstellbar in Verbindung. Durch diese beiden Schwalbenschwanzverbindungen 12 und 15 ist der Generator 4 und somit auch der Rotor 3 bezüglich des Mantelgehäuses 2 einerseits zentriert ausrichtbar und andererseits ist eine optimale axiale Position des Rotors 3 mit seinen Rotorblättern 6 möglichst im engsten Querschnittsbereichs des Luftdurchtritts des Mantelgehäuses 2 einstellbar. In the present exemplary embodiment, the cross slide 8 consists of a lower support plate 10 , on which a second bearing plate 11 is provided, which is adjustably mounted with the support plate 10 in a horizontal direction transverse to the axis of rotation 13 of the rotor 3 via a dovetail connection 12 ( FIG. 2). Furthermore, a mounting plate 14 is provided on this bearing plate 11 , on which the generator 4 is fixedly mounted. This mounting plate 14 is in turn connected to the central bearing plate 11 in an axial direction of the axis of rotation 13 via a dovetail connection 15 oriented transversely to the dovetail connection 12 . By means of these two dovetail connections 12 and 15 , the generator 4 and thus also the rotor 3 can on the one hand be centered with respect to the casing housing 2 and on the other hand an optimal axial position of the rotor 3 with its rotor blades 6 can be adjusted as far as possible in the narrowest cross-sectional area of the air passage of the casing housing 2 .

Desweiteren weisen die Stützplatte 10 und die Lagerplatte 11 rückseitig einen Verlängerungsabschnitt 16 bzw. 17auf, welche zur Abstützung eines Lagermoduls 18 für insgesamt vier im Ausströmbereich des Mantelgehäuses 2 im hinteren Endbereich angeordnete Schließklappen 19 vorgesehen ist. Desweiteren weist dieses Lagermodul 18 einen Stellantrieb auf, welcher insbesondere in den Fig. 1 und 2 vereinfacht als Stellwelle 20 dargestellt ist und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zur exakten axialen Positionierung in Richtung der Drehachse 13 des Rotors 3 für den Generator 4 zusammen mit der Rotor 3 dient. Furthermore, the support plate 10 and the bearing plate 11 have an extension section 16 and 17 on the back, which is provided to support a bearing module 18 for a total of four closing flaps 19 arranged in the outflow region of the casing housing 2 in the rear end region. Furthermore, this bearing module 18 has an actuator, which is shown in simplified form in particular in FIGS . 1 and 2 as an actuating shaft 20 and, in the present exemplary embodiment, serves for exact axial positioning in the direction of the axis of rotation 13 of the rotor 3 for the generator 4 together with the rotor 3 ,

Eine solche axiale Position sollte dabei derart gewählt sein, daß der Rotor im Betriebszustand mit seinen Rotorblättern 6 im wesentlichen im Bereich der engsten inneren Stelle des Mantelgehäuses 2 angeordnet ist. Eine solche axiale Einstellung kann hier auch manuell durch einfaches Verdrehen der Stellwelle 20 geschehen, welche bei Erreichen der optimalen axialen Position der Rotorblätter 6 arretierbar ist. Desgleichen gilt auch für die Schwalbenschwanzverbindung 12, welche ebenfalls über entsprechende Stellspindeln in ihrer horizontalen Querlage zur Stützplatte 10 eingestellt und festgelegt werden kann. Desweiteren ist auch eine entsprechende Höheneinstellung der gesamten Anordnung, bestehend aus Rotor 3, Generator 4, Montageplatte 14, Lagerplatte 11 und Stützplatte 10 vorgesehen, welche im Bereich des Montagezylinders 9 vorgesehen sein kann und eine entsprechende vertikale, relative Einstellung der Drehachse 13 zu deren konzentrischen Ausrichtung bezüglich des Mantelgehäuses 2 ermöglicht. Such an axial position should be chosen such that the rotor with its rotor blades 6 is arranged in the operating state essentially in the area of the narrowest inner point of the casing 2 . Such an axial setting can also be done manually by simply turning the adjusting shaft 20 , which can be locked when the optimal axial position of the rotor blades 6 is reached. The same also applies to the dovetail connection 12 , which can also be adjusted and fixed in its horizontal transverse position to the support plate 10 via corresponding adjusting spindles. Furthermore, a corresponding height adjustment of the entire arrangement, consisting of rotor 3 , generator 4 , mounting plate 14 , bearing plate 11 and support plate 10 is provided, which can be provided in the area of the mounting cylinder 9 and a corresponding vertical, relative setting of the axis of rotation 13 to its concentric Alignment with respect to the casing 2 allows.

Wie desweiteren aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist das Mantelgehäuse 2 über eine separate Stützvorrichtung 21 selbsttragend mit dem Untergrund verbindbar. As further shown in FIGS. 1 and 2 it can be seen that the cover housing 2 via a separate supporting device 21 is self-supporting connectable to the ground.

Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist diese Stützvorrichtung 21 ein Bestandteil des Mantelgehäuses 2. Die Tragvorrichtung 7 des Rotors 3 und des Generators 4 durchragt dabei sowohl das Mantelgehäuse 2 als auch die Stützvorrichtung 21 des Mantelgehäuses 2. Die Tragvorrichtung 7 und die Stützvorrichtung 21 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und jeweils mit einem unteren Montageflansch 22 bzw. 23 versehen. Über diese beiden Montageflansche 22 und 23 sind die Tragvorrichtung 7 und die Stützvorrichtung 21 zusammen an einem drehbaren Lagerring 24 montiert, welcher wiederum an einer Lagerplatte 25 drehbar aufgenommen ist. As can be seen in particular from FIG. 3, this support device 21 is a component of the casing 2 . The support device 7 of the rotor 3 and the generator 4 projects through both the casing 2 and the support device 21 of the casing 2 . In the present exemplary embodiment, the carrying device 7 and the supporting device 21 are essentially cylindrical and are each provided with a lower mounting flange 22 and 23 , respectively. About these two mounting flanges 22 and 23 , the support device 7 and the support device 21 are mounted together on a rotatable bearing ring 24 , which in turn is rotatably received on a bearing plate 25 .

Der Lagering 24 und die Lagerplatte 25 bilden zusammen ein Wälzlager, wobei die Lagerplatte 25 zur endgültigen Montage der gesamten Windkraftturbine auf einem Untergrund, wie beispielsweise einer Tragsäule, (in der Zeichnung nicht näher dargestellt) feststehend montierbar ist. The bearing ring 24 and the bearing plate 25 together form a roller bearing, the bearing plate 25 for final assembly of the entire wind turbine on a base such as a support column (not shown in the drawing) can be fixedly mounted.

Durch die gemeinsame Montage der Tragvorrichtung 7 mit ihrem Montageflansch 22 und der Stützvorrichtung 21 mit ihrem Montageflansch 23 am Lagerring 24 und deren konzentrische Anordnung bezüglich der vertikalen Drehachse 26 des aus dem Lagerring 24 und der Lagerplatte 25 bestehenden Wälzlagers wird somit eine gemeinsame Schwenkbewegung des Montagegehäuses 2 und dem Rotor 3 zusammen mit dem Generator 4 erreicht. Durch diese drehbare Lagerung des Mantelgehäuses 2 zusammen mit dem Rotor 3 und dem Generator 4 richtet sich die gesamte Windkraftturbine 1 automatisch auf die gerade vorherrschende Windrichtung aus. The joint mounting of the support device 7 with its mounting flange 22 and the support device 21 with its mounting flange 23 on the bearing ring 24 and their concentric arrangement with respect to the vertical axis of rotation 26 of the rolling bearing consisting of the bearing ring 24 and the bearing plate 25 thus results in a joint pivoting movement of the mounting housing 2 and the rotor 3 together with the generator 4 . As a result of this rotatable mounting of the casing 2 together with the rotor 3 and the generator 4 , the entire wind turbine 1 is automatically aligned with the prevailing wind direction.

Dies ist beispielhaft in den Fig. 1 und 2 durch die Pfeile 27 und 28 dargestellt. Dabei ist erkennbar, daß eine solche Ausrichtung derart erfolgt, daß die Luftströmung im Bereich der Rotorblätter 6, also vorderseitig, in das Mantelgehäuse 2 eintritt und rückseitig im Bereich des Diffusor-Ringes 5 wieder aus dem Mantelgehäuse 2 austritt. Aufgrund der "kegelförmig" profiliert erweiterten Formgebung in Strömungsrichtung der Pfeile 27 und 28 und der aerodynamische Formgebung des Mantelgehäuses 2, wie dies insbesondere aus Fig. 2 erkennbar ist, wird eine erhebliche Beschleunigung der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Mantelgehäuses 2, insbesondere im axialen Bereich der Rotorblätter 6, erreicht, so daß der Wirkungsgrad zur Ausnutzung der Windenergie erheblich gesteigert wird. This is exemplified in FIGS. 1 and 2 by arrows 27 and 28 . It can be seen that such an alignment takes place in such a way that the air flow in the area of the rotor blades 6 , that is to say on the front side, enters the casing housing 2 and exits again in the area of the diffuser ring 5 from the casing housing 2 . Due to the "cone-shaped" profiled shape in the flow direction of arrows 27 and 28 and the aerodynamic shape of the casing 2 , as can be seen in particular in FIG. 2, there is a considerable acceleration of the flow velocity within the casing 2 , especially in the axial area of the rotor blades 6 , reached, so that the efficiency for utilizing wind energy is increased considerably.

Wie aus den Fig. 1 und 2 andeutungsweise bereits erkennbar ist, weist das Mantelgehäuse 2 im Querschnitt eine Innenwand 34 und eine Außenwand 35 auf. Dabei sind unterschiedliche Strukturen für das Mantelgehäuse 2 vorgesehen, welche in den nachfolgend beschriebenen Fig. 4 bis 9 näher erläutert werden. As can already be seen from FIGS. 1 and 2, the casing housing 2 has an inner wall 34 and an outer wall 35 in cross section. Different structures are provided for the casing 2 , which are explained in more detail in FIGS. 4 to 9 described below.

Wie aus den Fig. 1 und 2 weiterhin erkennbar ist, weist der Diffusor-Ring 5 einen größeren Durchmesser auf als der hintere Endbereich des Mantelgehäuses 2. Zur Montage des Diffusor-Ringes 5 dienen mehrere Radialstege 29, welche beispielsweise im hinteren Endbereich des Mantelgehäuses 2 eingelassen sind. Diese Radialstege 29 können einstückiger Bestandteil des Diffusor-Ringes 5 oder auch einstückiger Bestandteil des Mantelgehäuses 2 sein. Auch eine separate Ausbildung dieser Radialstege 29 ist vorgesehen, wobei zwischen den Radialstegen 29 und dem Mantelgehäuse 2 einerseits und den Radialstegen 29 und dem Diffusor-Ring 5 andererseits Schraub-, Kleb- oder auch anderweitig geeignete Verbindungen vorgesehen sein können. As can also be seen from FIGS. 1 and 2, the diffuser ring 5 has a larger diameter than the rear end region of the casing housing 2 . A plurality of radial webs 29 , which are embedded, for example, in the rear end region of the casing 2 , are used to mount the diffuser ring 5 . These radial webs 29 can be an integral part of the diffuser ring 5 or also an integral part of the casing 2 . A separate design of these radial webs 29 is also provided, wherein screw, adhesive or other suitable connections can be provided between the radial webs 29 and the casing 2 on the one hand and the radial webs 29 and the diffuser ring 5 on the other hand.

Wie insbesondere aus Fig. 2 erkennbar ist, ist auch der Diffusor-Ring 5 in Strömungsrichtung der Pfeile 28 kegelförmig erweitert ausgebildet, so daß durch diesen eine Verstärkung der Beschleunigungswirkung der Luftströmung bewirkt wird. Mit maßgeblich für diese Wirkung ist auch, daß der Diffusor-Ring 5 zum Mantelgehäuse 2 hin auf dem kompletten Umfang beabstandet ist und somit ein im wesentlichen vollständig umlaufender Ringspalt 30 gebildet wird. Durch diesen Ringspalt 30 strömt ein an der Außenfläche des Mantelgehäuses 2 entlangströmender Luststrom (Pfeil 31) hindurch und wird durch die kegelige, ebenfalls aerodynamisch ausgestaltete Querschnittsform des Diffusor-Ringes 5, wie dies bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, ebenfalls nochmals radial nach außen umgelenkt, wodurch wiederum die Saugwirkung am Ende des Mantelgehäuses 2 verstärkt wird. Dies führt wiederum zu einer Beschleunigung der Luftströmung innerhalb des Mantelgehäuses 2, insbesondere im Bereich der Rotorblätter 6. Zur weiteren Verstärkung der Strömungsgeschwindigkeit können noch weitere Diffusor-Ringe vorgesehen sein, welche wiederum radial größer ausgebildet sind als der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Diffusor-Ring 5, so daß eine weitere Strömungsverstärkung bewirkt werden kann. As can be seen in particular from FIG. 2, the diffuser ring 5 is also conically widened in the direction of flow of the arrows 28 , so that this increases the acceleration effect of the air flow. It is also decisive for this effect that the diffuser ring 5 is spaced over the entire circumference from the casing housing 2 and thus an essentially completely circumferential annular gap 30 is formed. A flow of pleasure (arrow 31 ) flowing along the outer surface of the casing 2 flows through this annular gap 30 and is also radially redesigned by the conical, also aerodynamically designed cross-sectional shape of the diffuser ring 5 , as is already known from the prior art deflected outside, which in turn increases the suction effect at the end of the casing 2 . This in turn leads to an acceleration of the air flow within the casing 2 , in particular in the area of the rotor blades 6 . To further increase the flow velocity, further diffuser rings can be provided, which in turn are radially larger than the diffuser ring 5 shown in FIGS. 1 and 2, so that a further flow amplification can be effected.

Fig. 4 zeigt einen Querschnittsaufbau eines Mantelgehäuses 2/1, wie er insbesondere für Mantelgehäuse kleinerer Durchmesser, beispielsweise von 1,5 bis 5 m, verwendet werden kann. Ein solcher Aufbau ist allerdings nicht auf diese Durchmessergröße des Mantelgehäuses 2/1 beschränkt. Fig. 4 shows a cross sectional structure of a housing shell 2/1 as m particular for the cover housing of smaller diameter, for example from 1.5 to 5 can be used. Such a structure, however, is not limited to this diameter size of the shell 2/1.

Gemäß des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 ist vorgesehen, daß das Mantelgehäuse 2/1 aus einem aerodynamisch geformten, oberflächenbeschichteten Hartschaumkörper 32gebildet ist. Dieser Hartschaumkörper 32 kann in einfachster Weise mechanisch bearbeitet werden, so daß eine präzise Querschnittsform, wie diese in Fig. 3 beispielhaft dargestellt ist, äußerst kostengünstig erreichbar ist. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Eigenstabilität, eines als Hartschaumkörper 32 ausgebildeten Mantelgehäuses 2 ist eine Oberflächenbeschichtung 33 vorgesehen, welche die gesamte Oberfläche des Hartschaumkörpers 32 umgibt. Durch diese Beschichtung, welche beispielsweise als GFK-Laminat ausgeführt sein kann, wird die Stabilität des Hartschaumkörpers 32 in bezug auf seine Steifigkeit und auch Formstabilität erheblich verbessert. Desweiteren sind derartige Laminate äußerst einfach zu bearbeiten, so daß auch eine äußerst glatte, strömungsgünstige Oberflächenstruktur erreichbar ist. Es ist erkennbar, daß bei diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 auch der Diffusor-Ring 5/1 aus einem beschichteten Hartschaumkörper gebildet wird. Auch der vereinfacht dargestellte Radialsteg kann aus einem solchen Material hergestellt sein, wodurch sich ein äußerst geringes Gesamtgewicht des Mantelgehäuses 2/1 ergibt. According to the embodiment of Fig. 3, it is provided that the jacket casing 2/1 was formed from an aerodynamically-shaped, surface-coated hard foam body 32. This rigid foam body 32 can be mechanically processed in the simplest way, so that a precise cross-sectional shape, as shown by way of example in FIG. 3, can be obtained extremely inexpensively. In order to improve the mechanical properties, in particular the inherent stability, of a jacket housing 2 designed as a rigid foam body 32 , a surface coating 33 is provided which surrounds the entire surface of the rigid foam body 32 . This coating, which can be designed as a GRP laminate, for example, considerably improves the stability of the rigid foam body 32 in terms of its rigidity and also its dimensional stability. Furthermore, such laminates are extremely easy to process, so that an extremely smooth, streamlined surface structure can be achieved. It can be seen that in this embodiment of Fig. 4 and the diffuser ring is 5/1 formed from a coated foam body. The radial web simplified representation also may be made of such a material is an extremely low total weight of the shell 2/1 thereby obtained.

Alternativ zu dieser Ausbildung des Mantelgehäuses kann dieses auch aus Kunststoff bestehen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Dabei ist vorgesehen, daß das Mantelgehäuse 2/2 aus einer separaten Innenwand 36 und separaten Außenwand 37 besteht. Diese Innenwand 36 und diese Außen-Wand 37 können dabei als Spritzgießteil hergestellt werden, wodurch eine äußerst hohe Präzision der Querschnittsform des Mantelgehäuses 2/2 erreichbar ist. Im vorderen Endbereich 38 sowie im hinteren Endbereich 39 kann zur Verbindung der Innenwand 36 und der Außenwand 37 eine Klebverbindung oder auch eine Kunststoff- Schweißverbindung vorgesehen sein. As an alternative to this design of the casing, it can also be made of plastic, as shown in FIG. 5. It is provided that the cover housing 2/2 from a separate inner wall 36 and outer wall is separate 37th This inner wall 36, and this outer wall 37 can be manufactured as an injection molded thereby, whereby an extremely high precision of the cross-sectional shape of the shell 2/2 is reached. In the front end area 38 and in the rear end area 39 , an adhesive connection or also a plastic welded connection can be provided for connecting the inner wall 36 and the outer wall 37 .

Damit bilden die Innenwand 36 und die Außenwand 37 einen geschlossenen, umlaufenden Hohlraum 40, welcher zu weiteren Stabilisierung des Mantelgehäuses 2/2 ebenfalls ausgeschäumt sein kann. Wie aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, kann der Diffusor-Ring 5/2 auf die gleiche Art und Weise hergestellt sein und ebenfalls aus Kunststoff bestehen und eine separate Innenwand 41 sowie separate Außenwand 42 aufweisen, welche ebenfalls in ihren Kontaktbereichen verklebt oder verschweißt sein können. Auch kann im Falle des Diffusor-Ringes 5/2 eine Ausschäumung dessen Hohlraumes 34 vorgesehen sein, wodurch eine erhöhte Stabilität des Diffusor-Ringes 5/2 erreicht wird. Thus forming the inner wall 36 and outer wall 37 has a closed circumferential cavity 40, which may be also be foamed to further stabilize the shell casing 2/2. As further seen from Fig. 5, the diffuser ring may be 5 / prepared in the same manner 2 and are also made of plastic and a separate inner wall 41 as well as separate outer wall 42 may have, which are welded also glued in their contact areas or can. Also in the case of the diffuser ring thereby providing increased stability of the diffuser ring can be the cavity 34 is provided 5/2 is a foaming, 5 / is achieved. 2

Diesen beiden Ausführungsformen des Mantelgehäuses 2/1 und 2/2 gemäß der Ausführungsbeispiele der Fig. 4 und 5 ist gemeinsam, daß diese sich durch eine äußerst hohe Formstabilität und durch ein äußerst geringes Gewicht auszeichnen. Dies wiederum hat zur Folge, daß keine schweren Fundamente oder dergleichen verwendet werden müssen, um eine Windkraftturbine der erfindungsgemäßen Art auf dem Untergrund verankern zu können. Insbesondere im Vergleich zu einer freifahrenden Winkraftturbine ergibt sich ein nur geringfügig höheres Gesamtgewicht bei gleichem wirksamen Durchmesser des Rotors, d. h. bei gleicher Baugröße. That these are distinguished these two embodiments of the shell 2/1 and 2/2 according to the embodiments of FIGS. 4 and 5 together by an extremely high dimensional stability and a very low weight. This in turn means that no heavy foundations or the like have to be used in order to be able to anchor a wind turbine of the type according to the invention on the ground. Particularly in comparison to a free-moving angular force turbine, the overall weight is only slightly higher with the same effective diameter of the rotor, ie with the same size.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Querschnittsform eines Mantelgehäuses 2/3, bei welchem der vordere Endbereich 45 und der hintere Endbereich 46 des Mantelgehäuses 2/3 aus einem vorgefertigten Stranggußhohlprofil 47 bzw. 48 gebildet wird. Die beiden Stranggußhohlprofile 47 und 48 bilden dabei im jeweiligen axialen vorderen Endbereich 45 bzw. hinteren Endbereich 46 einen Teil der gewünschten Querschnittsform des Mantelgehäuses 2/3. Wie aus Fig. 6 weiter ersichtlich ist, weisen diese beiden Stranggußhohlprofile 47 und 48 einen relativ großen axialen Abstand voneinander auf, welcher beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 durch entsprechend gebogene, den Rest der aerodynamischen Querschnittsform des Mantelgehäuses 2/3 bildende Leitbleche 49 und 50 miteinander verbunden sind. Fig. 6 shows a further embodiment of the cross-sectional shape is a shell casing 2/3, wherein the front end portion 45 and the rear end portion 46 of the shell 2/3 is formed from a prefabricated Stranggußhohlprofil 47 and 48 respectively. The two Stranggußhohlprofile 47 and 48 thereby form the respective axial front end region 45 and rear end region 46 a portion of the desired cross-sectional shape of the shell casing 2/3 system. As further seen from Fig. 6, these two Stranggußhohlprofile have 47 and 48 a relatively large axial distance from each other, which in the embodiment of Fig. 6 by correspondingly curved, the rest of the aerodynamic cross-sectional shape of the shell 2/3 of forming baffles 49 and 50 are interconnected.

Diese Leitbleche 49 und 50 weisen in ihrem jeweiligen Axialbereich eine leicht gebogene Form auf, so daß die gesamte aerodynamische Querschnittsform des Mantelgehäuses 2/3 durch die miteinander eine gemeinsame Oberfläche bildenden Stranggußhohlprofile 47 und 48 und die beiden Leitbleche 49 und 50 gebildet wird. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bildet dabei das Leitblech 49 die Innenwand des Mantelgehäuses 2/3, während das Leitblech 50 die Außenwand dieses Mantelgehäuses 2/3 bildet. Zur Erhöhung der Stabilität, insbesondere im Bereich der Leitbleche 49 und 50, kann der zwischen diesen gebildete Hohlraum 51 ebenfalls ausgeschäumt sein. These guide plates 49 and 50 are in their respective axial to a slightly curved shape, so that the entire aerodynamic cross-sectional shape of the shell 2/3 is formed by the each other a common surface forming Stranggußhohlprofile 47 and 48 and the two guide plates 49 and 50th In the present embodiment of Fig. 6 forms the guide plate 49, the inner wall of the shell 2/3, while the guide plate 50, the outer wall of this housing shell 2/3 forms. To increase the stability, in particular in the area of the guide plates 49 and 50 , the cavity 51 formed between them can also be foamed.

Alternativ zu dieser Ausschäumung können zwischen den Leitblechen 49 und 50 auch entsprechende Stützstreben 52, 53 und 54 vorgesehen sein, wie dies für das Ausführungsbeispiel des Mantelgehäuses 2/4 in Fig. 7 dargestellt ist. Die vorderen und hinteren Endbereiche 55 und 56 des Mantelgehäuses 2/4 sind in diesem Falle wiederum als Stranggußhohlprofile 57 bzw. 58 ausgebildet, deren Formgebung beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Formgebung der beiden Stranggußhohlprofile 47 bzw. 48 des Ausführungsbeispieles gemäß der Fig. 6 entspricht. Die beiden Leitbleche 59 und 60 des Mantelgehäuses 2/4 entsprechen dabei ebenfalls den Leitblechen 49 und 50 des Ausführungsbeispieles des Mantelgehäuses 2/3 gemäß der Fig. 6. Bei beiden Ausführungsformen der Mantelgehäuse 2/3 und 2/4 sind die Stranggußhohlprofile 47 und 48 bzw. 57 und 58 in Umfangsrichtung zu einem umlaufenden Kreisring gebogen und im Bereich ihrer stumpf aufeinanderstoßenden Enden beispielsweise verschweißt oder verklebt. Alternatively to this foaming can between the guide plates 49 and 50 and corresponding supporting struts 52, 53 and 54 be provided, as shown for the embodiment of the shell 2/4 in Fig. 7. The front and rear end regions 55 and 56 of the shell 2/4 in turn are formed in this case as Stranggußhohlprofile 57 or 58, whose shape corresponds to the present embodiment, the shaping of the two Stranggußhohlprofile 47 and 48 of the embodiment of FIG. 6. The two guide plates 59 and 60 of the shell 2/4 correspond to also the guide plates 49 and 50 of the embodiment of the shell 2/3 of according to the Fig. 6. In both embodiments, the shell casing 2/3 and 2/4 the Stranggußhohlprofile 47 and 48 or 57 and 58 bent in the circumferential direction to form a circumferential circular ring and, for example, welded or glued in the region of their butt ends.

Auch kann vorgesehen sein, daß das Mantelgehäuse 2/1, 2/2, 2/3 und 2/4 in Umfangsrichtung in mehrere, identisch ausgebildete Segmente unterteilt ist, welche entsprechend durch Kleb-, Schweiß- oder sonstige geeignete Verbindungen miteinander verbunden sind und das jeweilige komplette Mantelgehäuse 2/1, 2/2, 2/3 bzw. 2/4 bilden. Also it can be provided that the jacket casing 2/1 2/2, 2/3 and 2/4 in the circumferential direction into a plurality of identically configured segments are broken, which accordingly by adhesives, welding or other suitable compounds are connected to one another and the respective complete jacket housing 2/1 2/2, 2/3 or 2/4 form.

Fig. 8 zeigt eine weitere Alternative 2/5 zur Ausgestaltung eines Mantelgehäuses. In diesem Falle ist vorgesehen, daß ebenfalls im vorderen Endbereich 62 und im hinteren Endbereich 63 jeweils ein Stranggußhohlprofil 64 bzw. 65 mit entsprechender Querschnittsform vorgesehen ist. Anstatt der beiden inneren und äußeren Leitbleche 49 und 50 bzw. 59 und 60 gemäß der Ausführungsbeispiele gemäß der Fig. 6 und 7 ist der axiale Zwischenraum zwischen den axial voneinander beabstandeten Stranggußhohlprofilen 64 und 65 mit drei weiteren Stranggußhohlprofilen 66, 67 und 68 ausgestaltet. Diese Stranggußhohlprofile 66, 67, 68 können dabei axial ineinander einsteckbar und miteinander z. B. verklebt oder verschraubt sein, wie dies aus Fig. 8 erkennbar ist. Damit wird ein einheitliches Mantelgehäuse 2/5 aus diesen Stranggußhohlprofilen 64 bis 68 gebildet, dessen Querschnittsform identisch ist mit den vorangegangen beschriebenen Ausführungsbeispielen gemäß der Fig. 4 bis 7. Fig. 8 shows a further alternative 2/5 for the design of a shell housing. In this case, it is provided that in the front end region 62 and in the rear end region 63 a continuous cast hollow profile 64 or 65 is also provided with a corresponding cross-sectional shape. Instead of the two inner and outer guide plates 49 and 50 or 59 and 60 according to the exemplary embodiments according to FIGS. 6 and 7, the axial intermediate space between the axially spaced extruded hollow profiles 64 and 65 is designed with three further extruded hollow profiles 66 , 67 and 68 . This continuous casting hollow profiles 66 , 67 , 68 can be axially inserted into each other and z. B. glued or screwed, as can be seen from Fig. 8. Thus a single shell housing is / are formed from these Stranggußhohlprofilen 2 5 64 to 68, whose sectional shape is identical to the foregoing described embodiments according to the Fig. 4 to 7.

Fig. 9 zeigt eine weitere Variante 2/6 eines Mantelgehäuses, bei welchem dessen Querschnittsform von einem einzigen einheitlichen Stranggußhohlprofil 70 gebildet wird. Dieses Stranggußhohlprofil 70 bildet eine entsprechende Innenwand 71 sowie eine entsprechende Außenwand 72, deren Formgebung ebenfalls der Formgebung der Querschnittsform der vorangegangenen Ausführungsbeispiele gemäß der Fig. 4 bis 8 entspricht. Dieses Stranggußhohlprofil 70 mit seiner Innen- und Außenwand 70, 72 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch zwei umlaufende Radialwände 73 bzw. 74 verstärkt. Fig. 9 shows a further variant 2/6 shows a liner shell, wherein the cross-sectional shape is formed by a single unitary Stranggußhohlprofil 70th This continuous casting hollow profile 70 forms a corresponding inner wall 71 and a corresponding outer wall 72 , the shape of which also corresponds to the shape of the cross-sectional shape of the previous exemplary embodiments according to FIGS. 4 to 8. This continuous cast hollow profile 70 with its inner and outer walls 70 , 72 is reinforced in the present exemplary embodiment by two circumferential radial walls 73 and 74 , respectively.

Auch das Ausführungsbeispiel des Mantelgehäuses 2/5 zeichnet sich durch eine äußerst leichte und kostengünstig herstellbare Bauweise aus. Insbesondere sind die Ausführungsvarianten mit den Stranggußhohlprofilen für größere Mantelgehäuse geeignet, da sich diese durch eine hohe Eigensteifigkeit auszeichnen, wodurch diese den auftretenden Windkräften und Winddrücken sicher standhalten. Desweiteren kann durch die Verwendung von Stranggußhohlprofilen eine äußerst hohe Konturtreue erreicht werden. Nach dem Stranggießprozeß werden diese, die entsprechende Querschnittsform bereits aufweisenden Stranggußhohlprofile, wie sie beispielhaft in der Zeichnung dargestellt sind, mit entsprechendem Radius gebogen, so daß diese nach Fertigstellung des gesamten jeweiligen Mantelgehäuses einen kompletten Ringmantel bilden. The embodiment of the shell 2/5 is characterized by an extremely easy and inexpensive to manufacture construction. In particular, the design variants with the continuous cast hollow profiles are suitable for larger casing housings, since they are characterized by a high degree of inherent rigidity, as a result of which they can withstand the wind forces and wind pressures that occur. Furthermore, extremely high contour accuracy can be achieved by using continuous cast hollow profiles. After the continuous casting process, these continuous casting hollow profiles, which already have the corresponding cross-sectional shape, as shown by way of example in the drawing, are bent with a corresponding radius, so that they form a complete ring jacket after completion of the entire respective jacket housing.

Diese Mantelgehäuse bzw. Stranggußhohlprofile können dabei in Umfangsrichtung auch lediglich Teilsegmente des gesamten Mantelgehäuses bilden und im Bereich Ihres Ringstoßes in geeigneter Weise, beispielsweise durch verschweißen, Verkleben oder auch Verschrauben, miteinander fest verbunden sein. Die Lagerung solcher aus Stranggußhohlprofilen gebildeten Mantelgehäuse erfolgt in äquivalenter Art zu den in Fig. 1 und 2 bzw. Fig. 3 beschriebenen Verbindungselementen. These jacket housings or continuous cast hollow profiles can also form only partial segments of the entire jacket housing in the circumferential direction and can be firmly connected to one another in the area of your ring joint in a suitable manner, for example by welding, gluing or screwing. Such casing housings formed from continuous cast hollow profiles are stored in an equivalent manner to the connecting elements described in FIGS. 1 and 2 or FIG. 3.

Es versteht sich, daß in diesem Falle die Stützvorrichtung 21 nicht als einstückiger Bestandteil eines dieser Stranggußhohlprofile ausgebildet ist, sondern als separater Stützzylinder unterseitig am entsprechenden Mantelgehäuse befestigt ist. Auch hierzu sind die bekannten Verbindungsarten vorgesehen. Dabei kann ein umlaufender Ringflansch an der Stützvorrichtung vorgesehen sein, welcher beispielsweise in eine entsprechende Einsenkung der Außenkontur des Mantelgehäuses versenkt anordenbar ist. It goes without saying that in this case the support device 21 is not designed as an integral part of one of these continuous cast hollow profiles, but is fastened on the underside to the corresponding casing housing as a separate support cylinder. The known types of connection are also provided for this. In this case, a circumferential ring flange can be provided on the support device, which, for example, can be arranged sunk into a corresponding depression in the outer contour of the casing housing.

Somit wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit all ihren Alternativen ein Mantelgehäuse für Windkraftturbinen zur Verfügung gestellt, welches ein äußerst geringes Eigengewicht aufweist, einfach und kostengünstig herstellbar ist und auch eine äußerst hohe Qualität der Querschnittsform bei gleichzeitig großer Eigenstabilität aufweist. Insbesondere ist auch die Art der Montage eines solchen Mantelgehäuses aufgrund der separaten Stützvorrichtung in einfacher Weise und sicher durchführbar. Thus, with the configuration according to the invention a casing for all their alternatives Wind turbines are provided, which is an extremely has low weight, simple and inexpensive is producible and also of extremely high quality Cross-sectional shape with great inherent stability having. In particular, the type of assembly is one such casing due to the separate Support device can be carried out easily and safely.

Alternativ zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Stützvorrichtung 21 kann auch eine Verstrebung von der Innenwand 34 (Fig. 2) zum Generator 4 oder auch zur Tragvorrichtung 7 vorgesehen sein, um eine präzise ausgerichtete Montage des Mantelgehäuses 2 oder einer seiner Varianten relativ zum Rotor 3 mit seinen Rotorblättern 6 zu erreichen. As an alternative to the support device 21 shown in FIGS. 1 and 2, a strut from the inner wall 34 ( FIG. 2) to the generator 4 or also to the support device 7 can be provided in order to ensure a precisely aligned mounting of the casing 2 or one of its variants relative to the To reach rotor 3 with its rotor blades 6 .

Claims

1. Wind power turbine (1) with a provided with rotor blades (6), an electric generator (4) rotationally driving the rotor (3), wherein the rotor blades (6) to improve the efficiency of a revolving shell housing (2, 2/1 2 / 2, 2/3, 2/4, 2/5, 2 / are surrounded 6), whose cross-sectional shape of the cross-sectional shape of a wing of an aircraft is aerodynamically similar and whose front air inlet cross-section (the arrows is less than 27) than its rear Luftauslaßquerschnitt (arrows 28 ), thereby at least partially increasing the flow speed is achieved of the flowing through the jacket housing (2, 2/1 2/2, 2/3, 2/4, 2/5, 2/6) air flow characterized in that
that the jacket housing (2, 2/1) is formed of an aerodynamically-shaped, surface-coated hard foam body (32), or
that the jacket housing (2/2) is made of plastic and is formed of a rotating, separate inner wall (36) and a circumferential, separate outer wall (37), which front in its axially of the rotor axis (13) and rear end portions (38, 39 ) are connected to one another, in particular by a welded or adhesive connection, or
that the jacket housing (2/3, 2/4, 2/5, 2/6) of one or more, aerodynamically shaped in cross-section and circumferentially bent in a circular shape Stranggußhohlprofil (70) or Stranggußhohlprofilen (47, 48, 57, 58 , 64 , 65 , 66 , 67 , 68 ) is formed.

2. Wind power turbine (1) according to claim 1, characterized in that the jacket housing (2, 2/1 2/2, 2/3, 2/4, 2/5, 2/6) is identical in the circumferential direction into two or more trained individual segments is divided.

3. Wind power turbine (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the inner wall (36, 49) and the outer wall (37, 50) of the shell (2/2 2/3) a one- or multi-part cavity (40 , 51 ), which is foamed with a hardening hard foam.

4. Wind power turbine (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the jacket housing (2/5) to the axial direction of the rotational axis (13) of the rotor (3) in two or more consecutive, interconnected to a housing body Stranggußhohlprofile (64, is divided 65, 66, 67, 68), and that the Stranggußhohlprofile (64, 65, 66, 67, 68) axially on their respective lengths form a section of the aerodynamic cross-sectional shape of the shell (2/5).

5. Wind turbine ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the front and rear continuous cast hollow profile or the front and rear continuous cast hollow profiles ( 47 , 57 and 48 , 58 ) are spaced apart in the axial direction and on the inner wall and the outer wall forming inner and outer guide plates ( 49 , 59 and 50 , 60 ) are fixedly connected to one another, and that the guide plates ( 49 , 50 , 59 , 60 ) together with the continuous cast hollow profiles ( 47 , 48 , 57 , 58 ) the aerodynamic cross-sectional shape of the casing housing ( 2 / 3, 2/4) form.

6. Wind turbine ( 1 ) according to claim 5, characterized in that in particular at a larger axial distance between the continuous hollow sections ( 57 , 58 ) between the inner guide plates ( 59 ) and the outer guide plates ( 6 ) support struts ( 52 , 53 , 54 ) are provided are.

7. Wind turbine ( 1 ) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the rotor ( 3 ) together with the generator ( 4 ) on a radially projecting, casing-like housing ( 2 ), column-like and fixed to a base mountable support device ( 7 ) is mounted, and that the casing ( 2 ) via a separate support device ( 21 ) on the ground, on the support device ( 7 ) or the generator ( 4 ) is attached.

8. Wind turbine ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the rotor ( 3 ), the generator ( 4 ) and the casing ( 2 ) together rotatable about a substantially vertical, perpendicular to the rotor axis ( 13 ) axis of rotation ( 26 ) are stored and rotatably connected to each other.

9. Wind turbine ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the region of the air outlet (arrows 28 ) on the casing ( 2 ) at least one larger diameter diffuser ring ( 5 ) is provided, which in the direction of the air flow (Arrows 27 , 28 ) is conically expanded and forms an essentially completely circumferential air gap ( 30 ) towards the casing ( 2 ).

10. Wind turbine according to claim 9, characterized marked that in the area of the air outlet on Jacket housing several diffuser rings with larger diameter are provided, which in Flow direction are arranged one behind the other and between each one is essentially complete form a circumferential air gap.