DE102009060895A1 - Wind turbine with a first rotor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit einem ersten Rotor, der wenigstens zwei um eine annähernd horizontale Rotationsachse drehbar gelagerte Rotorflügel aufweist, und zumindest einen Generator zur Erzeugung von Strom aus der Rotationsbewegung des Rotors. Um eine Windkraftanlage dahingehend zu verbessern, dass ein höherer Wirkungsgrad erzielt wird, soll zumindest ein weiterer Rotor mit wenigstens zwei, um eine annähernd horizontale Rotationsachse drehbar gelagerten Rotorflügeln vorgesehen sein, wobei sämtliche Rotorflügel des ersten Rotors jeweils eine einheitliche erste Länge (L) aufweisen und sämtliche Rotorflügel wenigstens eines weiteren Rotors jeweils eine einheitliche zweite Länge (L) aufweisen, wobei der erste und zumindest ein weiterer Rotor koaxial mit einem allenfalls geringen Achsabstand angeordnet sind und eine einheitliche Rotationsachse haben, wobei die Rotorflügel der verschiedenen Rotoren bei axialer Betrachtung keine radiale Überlappung haben.The invention relates to a wind turbine with a first rotor having at least two rotatably mounted about an approximately horizontal axis of rotation rotor blades, and at least one generator for generating power from the rotational movement of the rotor. In order to improve a wind turbine to the effect that a higher efficiency is achieved, at least one further rotor with at least two, about an axis of rotation rotatably mounted rotor blades to be provided, all rotor blades of the first rotor each having a uniform first length (L) and all rotor blades of at least one further rotor each having a uniform second length (L), wherein the first and at least one further rotor are arranged coaxially with a possibly small center distance and have a uniform axis of rotation, wherein the rotor blades of the different rotors when viewed axially no radial overlap to have.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit einem ersten Rotor, der wenigstens zwei um eine annährend horizontale Rotationsachse drehbar gelagerte Rotorflügel aufweist, und zumindest einem Generator zur Erzeugung von Strom aus der Rotationsbewegung des Rotors.The The invention relates to a wind turbine with a first rotor, the at least two around one horizontal axis of rotation has rotatably mounted rotor blades, and at least one generator for generating power from the rotational movement of the rotor.

Aus der Praxis sind beispielsweise Windkraftanlagen mit einem Rotor bekannt, der drei um 120° zueinander versetzt angeordnete Rotorflügel aufweist. Der Rotor selbst ist üblicherweise um eine vertikale Achse drehbar gegenüber einem Unterbau gelagert, so dass sich der Rotor der Windrichtung anpassen kann. Üblicherweise ist die Breite der Rotorflügel im Bereich des der Rotationsachse zugewandten Enden größer; allerdings kann dieser Bereich aufgrund des kürzeren Hebelarms nur bedingt ein Drehmoment ausüben.Out In practice, for example, wind turbines with a rotor known, the three at 120 ° to each other staggered rotor blades having. The rotor itself is common mounted rotatable relative to a substructure about a vertical axis, so that the rotor can adapt to the wind direction. Usually is the width of the rotor blades larger in the region of the ends facing the axis of rotation; Indeed This area can only partially due to the shorter lever arm exert a torque.

Die Rotorflügel erzeugen eine Schubkraft, solange die aktuelle Windgeschwindigkeit über der Umlaufgeschwindigkeit der Rotorflügel liegt. Diese Schubkraft entsteht durch den auf die Vorderseite der Rotorflügel wirkenden Druckes des Windes sowie durch den Unterdruck, der aufgrund der Sogkraft auf der Rückseite der Rotorflügel herrscht.The rotor blades generate a thrust force as long as the current wind speed is above the Circulation speed of the rotor blades is. This thrust created by acting on the front of the rotor blades Pressure of the wind and by the negative pressure, due to the Suction on the back the rotor wing prevails.

Ist die Umlaufgeschwindigkeit größer als die Windgeschwindigkeit, wandeln sich die Schubkräfte in Bremskräfte um. Dies lässt sich damit begründen, dass auf der Vorderseite der Rotorflügel anstelle des Druckes nunmehr eine Sogwirkung herrscht, weil der Wind den Rotorflügel nicht mehr ”erreichen” kann. Der Rotorflügel wird daher gebremst. Vereinfacht ausgedrückt kann der mit einer geringeren Geschwindigkeit strömende Wind nicht mehr an dem rotierenden Rotorflügel durchströmen, so dass der Wind von der Rückseite der Rotorflügel ”zusammengedrückt” und insoweit eine bremsende Wirkung auf den Rotorflügel, wie in 10 dargestellt, ausgeübt wird.If the rotational speed is greater than the wind speed, the thrust forces are converted into braking forces. This can be explained by the fact that there is now a suction effect on the front side of the rotor blade instead of the pressure because the wind can no longer "reach" the rotor blade. The rotor blade is therefore braked. In simple terms, the wind flowing at a lower speed can no longer flow through the rotating rotor blade, so that the wind from the back of the rotor blades "compressed" and in this respect a braking effect on the rotor blade, as in 10 is exercised.

Nachteilig bei bestehenden Windkraftanlagen ist der verhältnismäßig geringe Wirkungsgrad. Denn so kommt es mit zunehmender Länge der Rotorflügel zu gegenseitigen Behinderungen, da die Umlaufgeschwindigkeit des Rotorflügels an dem inneren Ende, wie in 10 dargestellt, um ein Vielfaches geringer als am äußeren Ende ist. Hinzu kommt, dass Rotoren mit Rotorflügeln großer Länge aufgrund der sehr hohen auftretenden Umlaufgeschwindigkeiten im Bereich der äußeren Enden der Rotorenflügel nur mit einer sehr geringen Umdrehungsanzahl betrieben werden können. Daher werden beispielsweise die Rotorflügel um 80° bis teilweise sogar 90° um ihre Längsachse verdreht, um die dem Wind entgegengebrachte Fläche der Rotorflügel zu reduzieren.A disadvantage of existing wind turbines is the relatively low efficiency. Because it comes with increasing length of the rotor blades to mutual obstructions, since the rotational speed of the rotor blade at the inner end, as in 10 shown, many times less than at the outer end. In addition, rotors with large-length rotor blades can only be operated with a very low number of revolutions due to the very high rotational speeds occurring in the region of the outer ends of the rotor blades. Therefore, for example, the rotor blades are rotated by 80 ° to sometimes even 90 ° about its longitudinal axis in order to reduce the surface of the rotor blades facing the wind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Windkraftanlage dahingehend zu verbessern, dass ein höherer Wirkungsgrad erzielt wird.task The invention is therefore to a wind turbine to the effect improve that higher Efficiency is achieved.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest ein weiterer Rotor mit wenigstens zwei, um eine annährend horizontale Rotationsachse drehbar gelagerten Rotorflügeln vorgesehen ist, wobei sämtliche Rotorflügel des ersten Rotors jeweils eine einheitliche erste Länge (L) aufweisen und sämtliche Rotorflügel wenigstens eines weiteren Rotors jeweils eine einheitliche zweite Länge (Ln=1,2,...) aufweisen, wobei der erste Rotor und zumindest ein weiterer Rotor, vorzugsweise alle Rotoren, koaxial mit einem allenfalls geringen Achsabstand angeordnet sind und eine einheitliche (virtuelle) Rotationsachse haben, wobei die Rotorflügel der verschiedenen Rotoren bei axialer Betrachtung, d. h. in Richtung der Rotationsachse gesehen, keine radiale Überlappung haben. Vorzugsweise ist die Drehzahl der Rotoren umgekehrt proportional zu dem Durchmesser des betreffenden Rotors.This object is achieved in that at least one further rotor is provided with at least two rotor blades rotatably mounted about an approximately horizontal axis of rotation, wherein all rotor blades of the first rotor each have a uniform first length (L) and all rotor blades of at least one further rotor each have one uniform second length (L n = 1,2, ... ), wherein the first rotor and at least one further rotor, preferably all rotors are arranged coaxially with a possibly small center distance and have a uniform (virtual) axis of rotation, said Rotor blades of the various rotors when viewed axially, ie seen in the direction of the axis of rotation, have no radial overlap. Preferably, the speed of the rotors is inversely proportional to the diameter of the rotor concerned.

Unter dem Rotorflügel wird dabei die Fläche verstanden, auf die der Wind wirkt und die bewirkt, dass der Rotor in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Ist der Rotorflügel von der Rotationsachse beabstandet angeordnet, ist der Rotorflügel über ein geeignetes Halteelement mit der Rotationsachse verbunden. Dieses Halteelement kann beispielsweise als Stange oder als Zwischenelement ausgebildet sein, das mit seinem einen Ende an der Rotationsachse und mit seinem anderen mit dem Rotorflügel verbunden ist.Under the rotor blade becomes the area understood, on which the wind acts and which causes the rotor is set in a rotational movement. Is the rotor blade of spaced apart the axis of rotation, the rotor blade is over a suitable holding element connected to the axis of rotation. This holding element can for example be designed as a rod or as an intermediate element be that with its one end on the axis of rotation and with its others with the rotor blade connected is.

Die erfindungsgemäße Lösung ist auch bei bestehenden Windkraftanlagen nachrüstbar. So müssen zwei neue Rotoren und ein Generator mit zwei Wellenenden nachgerüstet werden, wobei die Rotorflügel des weiteren Rotors so anzuordnen ist, dass die Rotorflügel der verschiedenen Rotoren bei axialer Betrachtung, d. h. in Richtung der Rotationsachse gesehen keine radiale, zumindest keine große radiale, Überlappung haben.The inventive solution Can also be retrofitted to existing wind turbines. So have two new rotors and a generator with two shaft ends to be retrofitted, the rotor blades further Rotor is to be arranged so that the rotor blades of the various rotors when viewed axially, i. H. seen in the direction of the axis of rotation no radial, at least no large radial, overlap to have.

Der maximale Abstand zwischen benachbarten Rotoren ist durch die Konstruktion und die Größe des betreffenden Rotorkopfes, an dem die einzelnen Rotoren befestigt sind, vorgegeben bzw. beschränkt.The maximum distance between adjacent rotors is determined by the design and size of the relevant rotor head to which the individual rotors are fixed, given or limited.

Die Anordnung der Rotoren kann auf der Lee- oder auf der Luvseite der Windkraftanlage sein, so dass die entsprechende Windkraftanlage als Leeläufer oder als Luvläufer ausgebildet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass sowohl auf der Lee- als auch auf der Luvseite, beispielsweise auf beiden Seiten eines Turms oder eines Mastes, ein Rotor montiert ist.The Arrangement of rotors can on the leeward or on the windward side of the Wind turbine, so that the corresponding wind turbine as a leopard or as a windward runner is trained. Of course it is also possible that both on the leeward and on the windward side, for example mounted on either side of a tower or mast, a rotor is.

Der innere Anfang des weiteren Rotors, d. h. die der Rotationsachse zugewandten Enden der Rotorflügel des weiteren Rotors, können radial gesehen außerhalb des äußeren Endes des ersten Rotors, d. h. außerhalb der der Rotationsachse abgewandten Enden der Rotorflügel des ersten Rotors, vorgesehen sein, insbesondere außen an das äußere Ende des ersten Rotors anschließen. Diese Anordnung gilt selbstverständlich auch für jeden weiteren Rotor, beispielsweise zwischen dem zweiten und einem eventuellen dritten Rotor, einem dritten und einem eventuellen vierten Rotor usw..Of the inner beginning of the further rotor, d. H. the axis of rotation facing ends of the rotor blades further rotor, can seen radially outside the outer end of the first rotor, d. H. outside the axis of rotation facing away from the ends of the rotor blades of the first rotor, be provided, in particular on the outside of the outer end of the first rotor connect. Of course, this arrangement also applies for each another rotor, for example between the second and a possible third rotor, a third and a possible fourth rotor etc..

Weist die Windkraftanlage beispielsweise nur zwei Rotoren auf, wobei die Rotorflügel des ersten Rotors direkt im Bereich der Rotationsachse befestigt sind und eine Länge L von 10 m aufweisen, sind die der Rotationsachse zugewandten Enden der Rotorflügel des zweiten Rotors zumindest im Abstand von 10 m von der Rotationsachse entfernt angeordnet. Weisen auch die Rotorflügel des zweiten Rotors eine Länge L1 von 10 m auf, hat der zweite Rotor einen Außendurchmesser von 40 m. Die Rotorflügel des zweiten Rotors sind über geeignete Halteelemente, die bei dem beschriebe nen Beispiel den ”Freiraum” von 10 m zwischen der Rotationsachse und den Rotorflügel ”überbrücken”, verbunden.If, for example, the wind turbine has only two rotors, the rotor blades of the first rotor being fastened directly in the region of the axis of rotation and having a length L of 10 m, the ends of the rotor blades of the second rotor facing the axis of rotation are at least 10 m apart from the rotor Rotary axis arranged away. If the rotor blades of the second rotor have a length L 1 of 10 m, the second rotor has an outer diameter of 40 m. The rotor blades of the second rotor are connected via suitable holding elements which "bridge" the "free space" of 10 m between the axis of rotation and the rotor blades in the example described.

Selbstverständlich ist es möglich, dass auch noch ein dritter, ein vierter Rotor oder noch weitere Rotoren vorgesehen sind. Sofern nur drei Rotoren vorgesehen sind, würden bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel die der Rotationsachse zugewandten Enden der Rotorflügel des dritten Rotors in einem Abstand von 20 m zur Rotationsachse entfernt angeordnet sein, so dass bei einer Länge L2 von 10 m der Rotorflügel der dritte Rotor einen Außendurchmesser von 60 m hätte.Of course, it is possible that even a third, a fourth rotor or even more rotors are provided. If only three rotors are provided, the rotational axis facing ends of the rotor blades of the third rotor would be located at a distance of 20 m to the rotation axis in the above embodiment, so that at a length L 2 of 10 m, the rotor blade of the third rotor Outside diameter of 60 m would have.

Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt einen höheren Wirkungsgrad, da alle Rotorflügel, wie in 11 dargestellt, in etwa die gleiche Umlaufgeschwindigkeit aufweisen, jedoch die Drehzahl der Rotoren unterschiedlich ist.The solution according to the invention allows a higher efficiency, since all rotor blades, as in 11 shown, have approximately the same rotational speed, but the rotational speed of the rotors is different.

Die Rotorflügel der Rotoren können in etwa die gleiche Länge aufweisen. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel würde die Länge L der Rotorflügel des ersten Rotors in etwa der Länge L1 der Rotorflügel des zweiten Rotors bedeuten.The rotor blades of the rotors may be approximately the same length. In such an embodiment, the length L of the rotor blades of the first rotor would be approximately the length L 1 of the rotor blades of the second rotor.

Es bietet sich an, wenn die Rotorflügel, vorzugsweise in einem Winkel von etwa 10° bis 15°, angestellt zur Rotationsachse ausgerichtet sind. Damit sind die Rotorflügel nicht ”streng radial” sondern in einem Winkel angeordnet.It makes sense if the rotor blades, preferably at an angle of about 10 ° to 15 °, employed to the axis of rotation are aligned. Thus, the rotor blades are not "strictly radial" but arranged at an angle.

Damit sich die Rotoren der jeweiligen herrschenden Windrichtung anpassen können, bietet sich an, wenn die Rotoren um eine vertikale Achse drehbar gelagert sind.In order to to adapt the rotors of the prevailing wind direction can, is useful when the rotors are rotatable about a vertical axis are stored.

Um die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Rotors beeinflussen zu können, bietet sich an, wenn die Rotorflügel zumindest dieses Rotors um ihre Längsachse drehbar gelagert und verstellbar sind.Around to be able to influence the rotational speed of a rotor offers on, when the rotor blades at least this rotor rotatably mounted about its longitudinal axis and are adjustable.

Die Rotorflügel zumindest eines Rotors können in etwa im Winkel von 60° zueinander angeordnet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung weist der betreffende Rotor insgesamt sechs Rotorflügel auf. Selbstverständlich sind auch Rotoren mit zwei oder auch mehr Rotorflügeln denkbar. In 6 sind zwei Rotoren mit je drei Rotorflügeln dargestellt.The rotor blades of at least one rotor can be arranged approximately at an angle of 60 ° to each other. In such an embodiment, the rotor in question on a total of six rotor blades. Of course, rotors with two or more rotor blades are conceivable. In 6 Two rotors are shown, each with three rotor blades.

Jedem Rotor kann ein separater Generator zugeordnet sein.Each Rotor can be assigned a separate generator.

Es ist aber durchaus möglich, dass alle Rotoren, vorzugsweise über zumindest ein geeignetes Getriebe, einem gemeinsamen Generator zugeordnet sind. Bei einer solchen Ausgestaltung ist beispielsweise der Generator am Ende eines Rotors angeordnet. Bei zwei Rotoren kann der Generator beispielsweise eine durchgehende Welle aufweisen, deren beiden Ende aus dem Generatorgehäuse hervorstehenden und auf denen jeweils ein Rotor angeordnet ist.It but it is possible that all rotors, preferably over at least one suitable transmission, associated with a common generator are. In such an embodiment, for example, the generator arranged at the end of a rotor. With two rotors, the generator can For example, have a continuous wave, the two ends from the generator housing protruding and on each of which a rotor is arranged.

Vorzugsweise kann die Windkraftanlage auch zum Einsatz im Off-Shore-Betrieb, wie auf Fundamenten, auf schwimmenden Plattformen, auf Schiffen oder dergleichen geeignet sein. Die Windkraftanlage kann dann nicht nur an Land, sondern auch Off-Shore, beispielsweise auf einer geeigneten auch schwimmenden Plattform installiert werden. Auch eine Montage auf ausgemusterten Ölplattformen oder ausgemusterten Schiffen, wie Öltankern, ist möglich. Auch kann die erfindungsgemäße Windkraftanlage auf Fundamenten montiert sein.Preferably, the wind turbine can also be used in off-shore operation, such as on foundations be suitable on floating platforms, on ships or the like. The wind turbine can then be installed not only on land, but also offshore, for example on a suitable platform also floating. It is also possible to mount on discarded oil platforms or decommissioned ships, such as oil tankers. Also, the wind turbine according to the invention can be mounted on foundations.

Zumindest ein Generator kann als Außenläufer ausgebildet sein. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel ist der Anker drehfest angeordnet. Der Stator ist dabei mit dem ihm zugeordneten Rotor R1 bzw. R2 verbunden.At least one generator can be designed as an external rotor. In such an embodiment, the armature is arranged rotationally fixed. The stator is connected to its associated rotor R 1 and R 2 .

An den äußeren Enden der Rotorflügel F bzw. F1 bzw. F2 können bei zumindest einem Rotor R bzw. R1 bzw. R2 Stabilisatoren vorgesehen sein. Die Stabilisatoren verhindern die Bildung von Turbulenzen.At the outer ends of the rotor blades F and F 1 or F 2 may be provided at least one rotor R or R 1 or R 2 stabilizers. The stabilizers prevent the formation of turbulence.

Die äußeren Enden der Rotorflügel F bzw. F1 bzw. F2 zumindest eines Rotors R bzw. R1 bzw. R2, insbesondere des äußersten Rotors R2, können mit einem Seil, insbesondere Stahlseil, untereinander verbunden sein. Das Stahlseil dient zur Stabilisierung der Rotorflügel F bzw. F1 bzw. F2. So wird die zweimal pro Umdrehung wechselnde Belastung der Rotorflügel F bzw. F1 bzw. F2 durch das ”Zusammenspiel” von der durch Wind erzeugten Schubkraft einerseits und der durch wechselnde Gewichtskraft der Rotorflügel F bzw. F1 bzw. F2 andererseits, um die Gewichtskraft der Rotorflügel F bzw. F1 bzw. F2 reduziert. Die Rotorflügel werden nur noch konstant durch Windkraft belastet. Die Gewichtskraft der Rotorflügel F bzw. F1 bzw. F2 wird neutralisiert.The outer ends of the rotor blades F or F 1 or F 2 of at least one rotor R or R 1 or R 2 , in particular of the outermost rotor R 2 , can be connected to one another by a cable, in particular a steel cable. The steel cable serves to stabilize the rotor blades F or F 1 or F 2 . Thus, the load of the rotor blades F or F 1 or F 2 , which changes twice per revolution, is changed by the "interaction" of the thrust generated by wind on the one hand and by the alternating weight of the rotor blades F or F 1 or F 2 on the other hand reduces the weight of the rotor blades F and F 1 or F 2 . The rotor blades are only constantly charged by wind power. The weight of the rotor blades F and F 1 or F 2 is neutralized.

Im Folgenden werden in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:in the Below are embodiments shown in the drawings of the invention explained. It demonstrate:

1 eine Vorderansicht auf eine erfindungsgemäße Windkraftanlage mit drei Rotoren, 1 a front view of a wind turbine according to the invention with three rotors,

2 eine Seitenansicht auf den Gegenstand nach 1, 2 a side view of the object 1 .

3 eine vergrößerte Darstellung auf die Rotoren nach 1, 3 an enlarged view of the rotors after 1 .

4 den Gegenstand nach 3 in der Seitenansicht einschließlich Detailansichten, 4 the object after 3 in the side view including detail views,

5 die Welle in vergrößerter Ansicht und 5 the shaft in enlarged view and

6 eine Draufsicht, eine Seitenansicht sowie eine Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage mit zwei Rotoren, 6 a top view, a side view and a detailed view of another embodiment of a wind turbine according to the invention with two rotors,

7 drei Ansichten von auf einer schwimmenden Plattform montierten Windkraftanlagen 7 three views of wind turbines mounted on a floating platform

8 eine Draufsicht auf einen Rotorflügel einer bekannten Windkraftanlage mit einem Rotor (Rotordurchmesser 60 m), 8th a plan view of a rotor blade of a known wind turbine with a rotor (rotor diameter 60 m),

9 eine Draufsicht auf drei Rotorflügel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage mit drei Rotoren (Rotordurchmesser 60 m), 9 a plan view of three rotor blades of a wind turbine according to the invention with three rotors (rotor diameter 60 m),

10 vier Schnittdarstellungen eines bekannten Rotorflügels (Rotordurchmesser 38 m), 10 four sectional views of a known rotor blade (rotor diameter 38 m),

11 Diagramm (Rotordurchmesser über die Umlaufgeschwindigkeit), 11 Diagram (rotor diameter over the rotational speed),

12 die Welle in vergrößerter Ansicht einer alternativen Ausgestaltung und 12 the shaft in an enlarged view of an alternative embodiment and

13a–c eine vergrößerte Teilansicht auf einen Rotor (13a), den Endbereich eines Rotorflügels in vergrößerter Darstellung (13b) sowie den Schnitt A-A (13c) in der vergrößerten Teilansicht nach 13a. 13a -C is an enlarged partial view of a rotor ( 13a ), the end region of a rotor blade in an enlarged representation ( 13b ) as well as the section AA ( 13c ) in the enlarged partial view 13a ,

In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.In all figures are for identical or similar components matching reference numerals used.

In den Figuren ist eine Windkraftanlage mit drei Rotoren R, R1, R2 dargestellt. Die Rotoren R, R1, R2 sind Teil eines Rotorkopfes 1, der um eine vertikale ausgerichtete Achse 2 drehbar auf einem Turm 3 gelagert ist. Zur Verdrehung des Rotorkopfes 1 ist der Rotorkopf 1 auf einer drehbaren Plattform 4 angeordnet.In the figures, a wind turbine with three rotors R, R 1 , R 2 is shown. The rotors R, R 1 , R 2 are part of a rotor head 1 which is about a vertical axis 2 rotatable on a tower 3 stored is. For rotation of the rotor head 1 is the rotor head 1 on a rotatable platform 4 arranged.

Hierzu sind unterseitig an dem Rotorkopf 1 Rollen 5 vorgesehen, die auf einer umlaufenden, kreisförmig ausgebildeten und auf der Oberseite des Turmes 3 vorgesehenen Schiene 6 laufen. Durch die Anordnung des Rotorkopfes 1 auf der drehbaren Plattform 4 kann die Windkraftanlage den jeweiligen Windrichtungen angepasst werden. Für die Einleitung der Drehbewegung kann beispielsweise ein nicht näher dargestelltes Schneckengetriebe vorgesehen sein.These are on the underside of the rotor head 1 roll 5 provided on a circular, circular and on the top of the tower 3 provided rail 6 to run. By the arrangement of the rotor head 1 on the rotatable platform 4 The wind turbine can be adapted to the respective wind directions. For the initiation of the rotational movement, for example, a not-shown worm gear can be provided.

Jeder Rotor R, R1, R2 weist Rotorflügel F, F1, F2 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der erste Rotor R mit dem kleinsten Außendurchmesser von 20 m insgesamt vier Rotorflügel F mit der Länge L von etwa 10 m auf, die an einer um eine Rotationsachse 7 drehenden Welle 8 befestigt sind.Each rotor R, R 1 , R 2 has rotor blades F, F 1 , F 2 . In the illustrated embodiment, the first rotor R having the smallest outer diameter of 20 m has a total of four rotor blades F with the length L of about 10 m, which at one around an axis of rotation 7 rotating shaft 8th are attached.

Der zweite Rotor R1 weist einen Außendurchmesser von etwa 40 m auf, wobei der Rotor R1 insgesamt 12 Rotorflügel F1 mit der Länge Ln=1 von 10 m umfasst. Die Rotorflügel F1 des Rotors R1 sind, wie beispielsweise aus 3 ersichtlich, in ihrer Größe und Anordnung so ausgerichtet, dass sie sich in Richtung der Rotationsachse 7 gesehen nicht mit den Rotorflügeln F des Rotors R überlappen. So befinden sich die äußeren Enden der Rotorflügel F des Rotors R in etwa auf der Kreisumfangslinie der inneren Enden der Rotorflügel F1 des Rotors R1.The second rotor R 1 has an outer diameter of about 40 m, wherein the rotor R 1 in total 12 Rotor blade F 1 with the length L n = 1 of 10 m includes. The rotor blades F 1 of the rotor R 1 are, as for example 3 can be seen in their size and arrangement aligned so that they are in the direction of the axis of rotation 7 do not overlap with the rotor blades F of the rotor R. Thus, the outer ends of the rotor blades F of the rotor R are located approximately on the circumference line of the inner ends of the rotor blades F 1 of the rotor R 1 .

Der Rotor R1 weist ein Kranz 9 aus 12 Segmenten mit einem Durchmesser von etwa 20 m auf, der nach Art eines Speichenrades mittels Halteelementen 10 an der um die Rotationsachse 7 drehenden Welle 8 befestigt ist. Bei den Haltelementen 10 kann es sich beispielsweise um Drahtseile handeln. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen denkbar. Auf der äußeren Umfangsfläche des Kranzes 9 sind die Rotorflügel F1 befestigt.The rotor R 1 has a ring 9 of 12 segments with a diameter of about 20 m, the manner of a spoked wheel by means of holding elements 10 at the around the axis of rotation 7 rotating shaft 8th is attached. At the holding elements 10 For example, they can be wire ropes. Of course, other embodiments are conceivable. On the outer peripheral surface of the wreath 9 the rotor blades F 1 are attached.

Der dritte Rotor R2 weist ebenfalls einen mittels speichenartig ausgebildeter Halteelemente 10 an der um die Rotationsachse 7 drehenden Welle 11 befestigten Kranz 9 aus 24 Segmenten auf, allerdings mit einem Durchmesser von etwa 40 m. An diesem Kranz 9 sind umfangsseitig 24 Rotorflügel F2 vorgesehen, die eine Länge Ln=2 von etwa 10 m aufweisen. Damit hat der Rotor R2 einen Außendurchmesser von etwa 60 m. Die Rotorflügel F2 können im Bereich ihres der Rotationsachse abgewandten freien Endes untereinander durch geeignete Mittel (wie z. B. Streben) verbunden sein.The third rotor R 2 also has a spoke-like design holding elements 10 at the around the axis of rotation 7 rotating shaft 11 attached wreath 9 from 24 segments, but with a diameter of about 40 m. At this wreath 9 are circumferentially 24 rotor blades F 2 are provided, which have a length L n = 2 of about 10 m. Thus, the rotor R 2 has an outer diameter of about 60 m. The rotor blades F 2 can be interconnected by suitable means (such as struts) in the area of their free end facing away from the axis of rotation.

Jedes Segment der Kränze 9 kann beispielsweise aus drei Teilen bestehen, die miteinander verschweißt werden. Die Kränze 9 dienen als Montage für die zu befestigten Rotorflügel F1, F2. In den Kränzen 9 können auch Kabelführungen vorgesehen sein. Diese dienen zur Aufnahme von Kabeln, beispielsweise für nicht dargestellte Einrichtungen zur Veränderung der Ausrichtung der Rotorflügel F, F1, F2.Each segment of the wreaths 9 may for example consist of three parts, which are welded together. The wreaths 9 serve as an assembly for the attached rotor blades F 1 , F 2 . In the wreaths 9 also cable guides can be provided. These serve to accommodate cables, for example, for means not shown for changing the orientation of the rotor blades F, F 1 , F second

Wie in dem Ausschnitt in 4 ersichtlich, weist jeder Rotorflügel F, F1, F2 der Rotoren R, R1, R2 an seinem der Rotationsachse 7 zugewandten Ende ein zylindrisch ausgebildetes Zwischenelement 12 (Halteelement) auf, das in einer entsprechenden Ausnehmungen 13 beispielsweise in dem Kranz 9 gelagert ist. Damit sind die Rotorflügel F, F1, F2 um ihre Längsachse 14 verdrehbar.As in the clipping in 4 can be seen, each rotor blade F, F 1 , F 2 of the rotors R, R 1 , R 2 at its axis of rotation 7 facing the end of a cylindrically shaped intermediate element 12 (Holding element), which in a corresponding recesses 13 for example in the wreath 9 is stored. Thus, the rotor blades F, F 1 , F 2 are about their longitudinal axis 14 rotatable.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rotorflügel F, F1, F2 nicht genau radial in Bezug auf die Rotationsachse 7 sondern in einem Winkel von 10 bis 15° entgegen der Drehrichtung 15 angestellt. Wie in 3 angegeben, beträgt der Winkel bei diesem Ausführungsbeispiel 12° entgegen der Drehrichtung 15.In the illustrated embodiment, the rotor blades F, F 1 , F 2 are not exactly radial with respect to the axis of rotation 7 but at an angle of 10 to 15 ° counter to the direction of rotation 15 hired. As in 3 indicated, the angle in this embodiment is 12 ° counter to the direction of rotation 15 ,

Die Rotorflügel F, F1, F2 können eine Breite von bis zu 2,5 m aufweisen, wobei die Rotorflügel F, F1, F2 über ihre gesamte Länge eine gleiche Breite aufweisen.The rotor blades F, F 1 , F 2 may have a width of up to 2.5 m, wherein the rotor blades F, F 1 , F 2 have an equal width over their entire length.

Jeder Rotor R, R1, R2 ist frei drehbar, so dass alle Rotoren R, R1, R2 eine unterschiedliche Drehzahl aufweisen können. Die Rotoren R, R1, R2 treiben in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen seitlich angeordneten Generator 16 an, der aus der Rotationsbewegung Strom erzeugt. Wie 5 zu entnehmen ist, sind insgesamt zwei Wellen 8, 11 vorgesehen. Die Wellen 8, 11 liegen insgesamt in drei Lagern 17.Each rotor R, R 1 , R 2 is freely rotatable, so that all rotors R, R 1 , R 2 may have a different speed. The rotors R, R 1 , R 2 drive in the illustrated embodiment, a laterally arranged generator 16 on, which generates electricity from the rotational movement. As 5 can be seen, are a total of two waves 8th . 11 intended. The waves 8th . 11 lie in total in three camps 17 ,

Wie in 5 dargestellt, ist der Rotor R über ein Planentengetriebe 18 auf der Welle 8 gelagert. Die Wellen 8, 11 sind über ein herkömmliches Planetengetriebe 19 verbun den, so dass die unterschiedlichen Drehzahlen der Rotoren R, R1, R2 entsprechend übersetzt werden. An dem freien Ende der Welle 11 ist der Generator 16 vorgesehen. Alternativ kann statt der Planetengetriebe 18, 19 jedem Rotor R, R1, R2 ein eigener Generator 16 zugeordnet sein.As in 5 is shown, the rotor R via a planetary gear 18 on the wave 8th stored. The waves 8th . 11 are about a conventional planetary gear 19 verbun the so that the different speeds of the rotors R, R 1 , R 2 are translated accordingly. At the free end of the shaft 11 is the generator 16 intended. Alternatively, instead of the planetary gear 18 . 19 Each rotor R, R 1 , R 2 is a separate generator 16 be assigned.

In 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage dargestellt. Diese weist zwei Rotoren R und R1 mit je drei Rotorflügeln F bzw. F1 auf. Die Rotoren R und R1 sind in einem horizontalen Abstand zueinander angeordnet und Teil des Rotorkopfes 1, der um eine vertikale ausgerichtete Achse 2 drehbar auf dem Turm 3 gelagert ist. Beide Rotoren R und R1 sind relativ zueinander nicht verdrehbar, so dass daher die Rotorflügel F des Rotors R in Bezug auf die Rotorflügel F1 des Rotors R- immer die gleiche Position haben. Jeder Rotorflügel F bzw. F1 ist über ein Zwischenelement 12 gelagert, so dass damit die Rotorflügel F und F1 um ihre Längsachse 14 verdrehbar sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rotoren R und R1 beidseits des Generators 16 auf einer nicht näher dargestellten gemeinsamen Welle vorgesehen.In 6 another embodiment of a wind turbine according to the invention is shown. This has two rotors R and R 1 , each with three rotor blades F and F 1 . The rotors R and R 1 are arranged at a horizontal distance from each other and part of the rotor head 1 which is about a vertical axis 2 rotatable on the tower 3 is stored. Both rotors R and R 1 are not rotatable relative to each other, so that therefore the rotor blades F of the rotor R with respect to the rotor blades F 1 of the rotor R always have the same position. Each rotor blade F or F 1 is via an intermediate element 12 stored, so that so that the rotor blades F and F 1 about its longitudinal axis 14 are rotatable. In the illustrated embodiment, the rotors R and R 1 are on both sides of the generator 16 provided on a common shaft, not shown.

Diese Ausführung eignet sich insbesondere zur Nachrüstung von herkömmlichen Windkraftanlagen mit lediglich einem Rotor R. So müssen neue Rotoren R, R1 und ein neuer Generator 16 mit zwei Wellenenden nachgerüstet werden. Die Montage des Rotor R1 gegenüber dem Rotor R erfolgt so, dass sich die Rotorflügel F und F1 der Rotoren R und R1 in axialer Betrachtung radial nicht überlappen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wechseln sich die Rotorflügel F und F1 in einem 60° Winkel zueinander ab.This design is particularly suitable for retrofitting conventional wind turbines with only one rotor R. So have new rotors R, R 1 and a new generator 16 be retrofitted with two shaft ends. The assembly of the rotor R 1 relative to the rotor R is such that the rotor blades F and F 1 of the rotors R and R 1 do not overlap radially in axial view. In the illustrated embodiment, the rotor blades F and F 1 alternate at a 60 ° angle to each other.

Die erfindungsgemäße Windkraftanlage kann auf Unterbauten wie Betonpfeilern, Masten, Türmen oder dergleichen mon tiert sein. Sie eignet sich auch zu einem Off-Shore-Betrieb beispielsweise auf einer Plattform 20, wie in 7 dargestellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf der Plattform 20 vier Windkraftanlagen montiert, wobei die einzelnen Rotorflügel F, F1, F2 der drei Rotoren R, R1, R2 nur bei der rechten Windkraftanlage skizziert sind.The wind turbine according to the invention can be installed on substructures such as concrete pillars, masts, towers or the like on it. It is also suitable for off-shore operation, for example, on a platform 20 , as in 7 shown. In the illustrated embodiment are on the platform 20 mounted four wind turbines, the individual rotor blades F, F 1 , F 2 of the three rotors R, R 1 , R 2 are outlined only in the right wind turbine.

Die Plattform 20 kann mittels Anker 21 am Untergrund verankert sein. In 7 greifen die Anker 21 mittig an der Plattform 20 an, so dass sich daher die Plattform 20 um die Verankerung frei drehen kann. Mittels kleiner Schiffsschrauben 22 kann eine Verdrehbewegung unterstützt werden.The platform 20 can by means of anchor 21 anchored to the ground. In 7 grab the anchors 21 centered on the platform 20 so that's why the platform 20 can freely rotate around the anchorage. By means of small propellers 22 can be supported a twisting movement.

Wie in 7 erkennbar, weist jede Windkraftanlage für eine Feinjustierung der Windkraftanlage in Bezug auf die Windrichtung eine Drehvorrichtung auf. Damit kann die Windkraftanlage in Bezug auf die Plattform 20 um etwa 60° um eine vertikal ausgerichtete Drehachse gedreht werden. Die Drehvorrichtung besteht aus einer in der Plattform 20 vorgesehenen zylindrisch ausgebildeten Ausnehmung 23 und einem in der Ausnehmung 23 befindlichen Schwimmkörper 24, auf dem oberseitig die Windkraftanlage montiert ist.As in 7 Recognizable, each wind turbine for a fine adjustment of the wind turbine with respect to the wind direction on a rotating device. This allows the wind turbine in relation to the platform 20 be rotated about 60 ° about a vertically oriented axis of rotation. The turning device consists of one in the platform 20 provided cylindrically shaped recess 23 and one in the recess 23 located float 24 , on which the wind turbine is mounted on the upper side.

In 8 ist ein Ausschnitt einer herkömmlichen Windkraftanlage mit einem Rotor mit 3 Rotorflügeln bei einem Durchmesser von 60 m dargestellt. Die Gesamtarbeitsfläche der drei Rotorflügel beträgt nur etwa 5% der verfügbaren Kreisfläche des umlaufenden Rotors.In 8th is a section of a conventional wind turbine with a rotor with 3 rotor blades shown at a diameter of 60 m. The total working area of the three rotor blades is only about 5% of the available circular area of the rotating rotor.

Bei den in 8 angegebenen Abmessungen ergibt sich eine Arbeitsfläche für jeden Rotorflügel von etwa 35 m2, so dass damit die Gesamtarbeitsfläche aller drei Rotorflächen etwa 105 m2 beträgt. Unter Zugrundelegung eines Hebelarmes von 12 m (Radius des Schwerpunktes) ergibt sich ein Drehmoment von 1.260 m3. Damit beträgt bei dem Ausführungsbeispiel nach 8 die Arbeitsleistung pro Umdrehung 95.001 m4 (Multiplikation des Drehmoments (m3) mit der Wegstrecke (π·DSchwerpunkt), d. h. Multiplikation von 1.260 m3 (π·24 m)·1 Umdrehung).At the in 8th given dimensions results in a working surface for each rotor blade of about 35 m 2 , so that so that the total working surface of all three rotor surfaces is about 105 m 2 . Based on a lever arm of 12 m (radius of the center of gravity) results in a torque of 1,260 m 3 . This is according to the embodiment 8th the power per revolution 95,001 m 4 (multiplication of the torque (m 3 ) with the distance (π · D center of gravity ), ie multiplication of 1,260 m 3 (π · 24 m) · 1 turn).

9 zeigt den Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage gemäß 3. Die Windkraftanlage weist drei Rotoren R, R1, R2 auf. Der Rotor R mit dem kleinsten Außendurchmesser von 20 m weist insgesamt vier Rotorflügel F mit der Länge L von etwa 8 m auf. Der zweite Rotor R1 hat einen Außendurchmesser von etwa 40 m, wobei der Rotor R1 insgesamt 12 Rotorflügel F1 mit der Länge Ln=1 von 10 m umfasst. Der dritte Rotor R2 weist einen Außendurchmesser von etwa 60 m auf und hat 24 Rotorflügel F2 mit einer Länge Ln=2 von von etwa 10 m. 9 shows the detail of a wind turbine according to the invention according to 3 , The wind turbine has three rotors R, R 1 , R 2 . The rotor R with the smallest outer diameter of 20 m has a total of four rotor blades F with the length L of about 8 m. The second rotor R 1 has an outer diameter of about 40 m, wherein the rotor R 1 comprises a total of 12 rotor blades F 1 with the length L n = 1 of 10 m. The third rotor R 2 has an outside diameter of about 60 m and has 24 rotor blades F 2 with a length L n = 2 of about 10 m.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 ergibt sich unter Zugrundelegung der in 9 angegebenen Abmessungen bei den Rotorflügeln F eine Arbeitsfläche von je etwa 20 m2, so dass dem Rotor R eine Gesamtarbeitsfläche von etwa 80 m2 zukommt.According to the embodiment 3 results on the basis of in 9 given dimensions in the rotor blades F a working surface of about 20 m 2 , so that the rotor R has a total working surface of about 80 m 2 .

Die Arbeitsfläche eines jeden Rotorflügels F1 des Rotors R1 beträgt etwa 25 m2, so dass sich damit eine Gesamtarbeitsfläche des Rotors R1 von etwa 300 m2 ergibt.The working surface of each rotor blade F 1 of the rotor R 1 is about 25 m 2 , so that thus results in a total working surface of the rotor R 1 of about 300 m 2 .

Da die Rotorflächen F1 und F2 gleich dimensioniert sind, ergibt sich bei einer Gesamtzahl von 24 Rotorflächen F2 eine Gesamtarbeitsfläche des Rotors R2 von 600 m2, so dass die erfindungsgemäße Windkraftanlage mit den Abmessungen nach 9 eine Gesamtarbeitsfläche von 980 m2 aufweist.Since the rotor surfaces F 1 and F 2 are dimensioned the same, results in a total number of 24 rotor surfaces F 2, a total working surface of the rotor R 2 of 600 m 2 , so that the wind turbine according to the invention with the dimensions 9 has a total working area of 980 m 2 .

Unter Zugrundelegung der Hebelarme von 6 m in Bezug auf den Rotor R, von 15 m in Bezug auf den Rotor R1 und 25 m in Bezug auf den Rotor R2 ergibt sich ein Gesamtdrehmoment von 19.980 m3 (480 m3 + 4.500 m3 + 15.000 m3).Based on the lever arms of 6 m with respect to the rotor R, 15 m with respect to the rotor R 1 and 25 m with respect to the rotor R 2 , a total torque of 19,980 m 3 (480 m 3 + 4,500 m 3 + 15,000 m 3 ).

Die Arbeitsleistungen bezogen auf eine Umdrehung errechnen sich bei den Abmessungen nach 9 wie folgt: Rotor R 480 m3 (π·12 m)·3 Umdrehungen = 54.286 m4 Rotor R1 4.500 m3 (π·30 m)·1,5 Umdrehungen = 636.172 m4 Rotor R2 15.000 m3 (π·50 m)·1 Umdrehung = 2.356.194 m4 Summe 3.046.652 m4 The work related to a revolution calculated in the dimensions 9 as follows: Rotor R 480 m 3 (π · 12 m) · 3 turns 54,286 m 4 Rotor R 1 4,500 m 3 (π · 30 m) · 1,5 turns 636,172 m4 Rotor R 2 15,000 m 3 (π · 50 m) · 1 turn logo CNRS logo INIST 2,356,194 m4 total 3,046,652 m 4

Damit ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage mit den Abmessungen nach 9 im Vergleich zu einer bekannten Windkraftanlage mit den Abmessungen nach 8 ein um den Faktor 32,06 höhere Arbeitsleistung bei einem gleichen Durchmesser.This results in the wind turbine according to the invention with the dimensions 9 compared to a known wind turbine with the dimensions after 8th a 32.06 higher working performance with the same diameter.

Eine Windkraftanlage mit zwei Rotoren gemäß 6 und je drei Rotorflügeln würde eine etwa 4,3 mal höhere Arbeitsleistung beim gleichen Durchmesser mit sich führen.A wind turbine with two rotors according to 6 and each three rotor blades would lead to an approximately 4.3 times higher performance at the same diameter with it.

Beispielsweise durch die Anstellung der Rotorflügel, vorzugsweise in einem Winkel von etwa 12° zur Rotationsachse, kann die Arbeitsleistung der Windkraftanlage weiter gesteigert werden.For example through the employment of the rotor blades, Preferably at an angle of about 12 ° to the axis of rotation, the Work performance of the wind turbine can be further increased.

Beträgt der Außendurchmesser einer herkömmlichen Windkraftanlage mit einem Rotor und 3 Rotorflügeln 30 m ergibt sich eine Gesamtarbeitsfläche von etwa 43,5 m2 bei einem Hebelarm von etwa 6,5 m (Radius des Schwerpunktes). Daraus resultiert ein Drehmoment von etwa 283 m3 (Multiplikation von 43,5 m2 und 6,5 m). Hieraus ergibt sich eine Arbeitsleistung bei 2 Umdrehungen von etwa 23.075 m4 (283 m3 (π·13 m)·2 Umdrehungen). Damit ist festzuhalten, dass die erfindungsgemäße Windkraftanlage gemäß 3 mit den Abmessungen nach 9 und einer Umdrehungszahl von 5 bis 8 Umdrehungen pro Minute etwa 132 (3.046.652 m4/ 23.075 m4/) herkömmliche Windkraftanlagen mit einem Rotor und drei Rotorflügeln bei einem Außendurchmesser von 30 m ersetzt, wobei die Umdrehungszahl einer solchen herkömmlichen Windkraftanlage bei etwa bei 8 bis 15 Umdrehungen pro Minute liegt.If the outer diameter of a conventional wind turbine with a rotor and 3 rotor blades 30 m results in a total working area of about 43.5 m 2 with a lever arm of about 6.5 m (radius of the center of gravity). This results in a torque of about 283 m 3 (multiplication of 43.5 m 2 and 6.5 m). This results in a workload at 2 revolutions of about 23,075 m 4 (283 m 3 (π · 13 m) x 2 revolutions). It should be noted that the wind turbine according to the invention in accordance with 3 with the dimensions after 9 and a number of revolutions of 5 to 8 revolutions per minute about 132 (3,046,652 m 4 / 23,075 m 4 /) conventional wind turbines with a rotor and three rotor blades replaced at an outer diameter of 30 m, the number of revolutions of such a conventional wind turbine at about 8 to 15 revolutions per minute.

In 10 sind nochmals im Detail die stark unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten eines Rotorflügels einer bekannten Windkraftanlage bei einem Rotordurchmesser von 38 m, einer Rotorumdrehungszahl von 30 Umdrehungen pro Minute und einer Windgeschwindigkeit von 15 m/Sekunde dargestellt. Während die Umlaufgeschwindigkeit bei einem Radius von etwa 3,2 m etwa 10 m/Sekunde beträgt, liegt sie bei einem Radius von 19 m bei 60 m/Sekunde.In 10 are again shown in detail the greatly different rotational speeds of a rotor blade of a known wind turbine with a rotor diameter of 38 m, a rotor rotation speed of 30 revolutions per minute and a wind speed of 15 m / second. While the orbital velocity at a radius of about 3.2 m is about 10 m / sec, at a radius of 19 m, it is about 60 m / sec.

In 11 ist der Rotordurchmesser über die Umlaufgeschwindigkeit aufgetragen. Die dick eingezeichnete Linie zeigt den Verlauf einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage mit 3 Rotoren, wie beispielsweise in 3 dargestellt. Deutlich erkennbar ist, dass die Umlaufgeschwindigkeit der Rotoren R, R1 und R2 in etwa gleich groß ist, während die Umdrehungszahl Rotoren R, R1, R2 abweicht.In 11 the rotor diameter is plotted against the rotational speed. The thick line shows the course of a wind turbine according to the invention with 3 rotors, such as in 3 shown. It can clearly be seen that the rotational speed of the rotors R, R 1 and R 2 is approximately the same, while the number of revolutions R, R 1 , R 2 deviates.

In 12 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt. Hier ist den Rotoren R1, R2 je ein als Außenläufer ausgebildeter Generator 16 zugeordnet. Die beiden Anker 16a dieser beiden Generatoren 16 sind drehfest gegenüber den Lagern 17 angeordnet. Die Statoren 16b dieser beiden Generatoren 16 sind mit dem entsprechenden Rotor R1, R2 verbunden. Damit sind bei diesen beiden Rotoren R1, R2 die Generatoren 16 aufgrund ihrer Ausbildung als Außenläufer in die Nabe integriert. Bei dem in 12 dargestellten rechten Generator 16, der mit dem Rotor R verbunden ist, handelt es sich um einen Innenläufer.In 12 an alternative embodiment is shown. Here is the rotors R 1 , R 2 each designed as an external rotor generator 16 assigned. The two anchors 16a of these two generators 16 are non-rotatable with respect to the bearings 17 arranged. The stators 16b of these two generators 16 are connected to the corresponding rotor R 1 , R 2 . Thus, in these two rotors R 1 , R 2 are the generators 16 integrated into the hub due to their training as an external rotor. At the in 12 illustrated right hand generator 16 , which is connected to the rotor R, it is an internal rotor.

Bei dem in den 13a bis c dargestellten Ausführungsbeispiel ist an jedem äußeren freien Ende der Rotorflügel F1 bzw. F2 der Rotoren R1 bzw. R2 je eine Klemmeinrichtung 25 vorgesehen, deren konstruktiver Aufbau in 13b dargestellt ist. Jede Klemmeinrichtung 25 weist zwei Aufnahmebereiche zur Aufnahme eines Drahtseils 26 auf. Die äußeren Enden der Rotorflügel F1 bzw. F2 sind mit dem Stahlseil 26 verbunden. Das Drahtseil 26 kann auf einen Rotor R1 bzw. R2 gesehen umlaufend ausgebildet sein. Es ist aber auch durchaus möglich, dass das Drahtseil 26 aus Teilsegmenten besteht, deren Länge für eine Befestigung des betreffenden Teilsegmentes zwischen zwei benachbarten Klemmeinrichtungen 25 etwas größer als der Abstand der benachbarten Rotorflügel F1 bzw. F2 in diesem Bereich ist.In the in the 13a to c illustrated embodiment is at each outer free end of the rotor blades F 1 and F 2 of the rotors R 1 and R 2 each have a clamping device 25 provided, whose constructive structure in 13b is shown. Each clamping device 25 has two receiving areas for receiving a wire rope 26 on. The outer ends of the rotor blades F 1 and F 2 are connected to the steel cable 26 connected. The wire rope 26 can be formed circumferentially seen on a rotor R 1 and R 2 . But it is also quite possible that the wire rope 26 consists of sub-segments whose length for attachment of the relevant sub-segment between two adjacent clamping devices 25 slightly larger than the distance of the be adjacent rotor blades F 1 and F 2 in this area.

Die Drahtseile 26 dienen zur Stabilisierung der Rotorflügel F1 bzw. F2. So ändert sich die auf den bertreffenden Rotorflügel F1 bzw. F2 wirkende Belastung aufgrund des ”Zusammenspiels” von der durch den Wind erzeugten Schubkraft einerseits und von der Gewichtskraft der Rotorflügel F1 bzw. F2 andererseits nicht mehr. Die Rotorflügel F1 bzw. F2 werden nur noch konstant durch Windkraft belastet. Die Gewichtskraft der Rotorflügel F1 bzw. F2 wird durch das jeweilige Drahtseil 26 aufgehoben. Das Drahtseil 26 wirkt damit einer Ermüdung sowie einer Abnutzung und auch einer Lockerung der verschiedenen Bauteile entgegen.The wire ropes 26 serve to stabilize the rotor blades F 1 and F 2 . Thus, the load acting on the bertreffenden rotor vanes F 1 and F 2 does not change because of the "interaction" of the electricity produced by the wind thrust on the one hand and by the weight force of the rotor vanes F 1 and F 2 on the other. The rotor blades F 1 and F 2 are only constantly charged by wind power. The weight of the rotor blades F 1 and F 2 is through the respective wire rope 26 canceled. The wire rope 26 thus counteracting fatigue and wear and also a relaxation of the various components.

Wie aus 13c ersichtlich, ist an den äußeren Enden zumindest der Rotorflügel F1 bzw. F2 je ein Stabilisator 27 vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder Stabilisator 27 als Abwinklung des äußeren Endes des Rotorflügels F1 bzw. F2 ausgebildet. Der Winkel jeder Abwinklung beträgt etwa 90° in Bezug auf die generelle Längserstreckung des betreffenden Rotorflügels F1 bzw. F2, wobei die Abwinklung parallel zur Drehachse des betreffenden Rotors R1 bzw. R2 ausgerichtet ist. Die Stabilisatoren 27 verhindern die Bildung von Turbulenzen.How out 13c can be seen, at least the rotor blades F 1 and F 2 is a stabilizer at the outer ends 27 intended. In the illustrated embodiment, each stabilizer 27 formed as an angled portion of the outer end of the rotor blade F 1 and F 2 . The angle of each bend is about 90 ° with respect to the general longitudinal extent of the respective rotor blade F 1 or F 2 , wherein the bend is aligned parallel to the axis of rotation of the respective rotor R 1 and R 2 . The stabilizers 27 prevent the formation of turbulence.

Claims (13)

Windkraftanlage mit einem ersten Rotor (R) der wenigstens zwei um eine annährend horizontale Rotationsachse (7) drehbar gelagerte Rotorflügel (F) aufweist, und zumindest einem Generator (16) zur Erzeugung von Strom aus der Rotationsbewegung des Rotors (R), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Rotor (R1, R2) mit wenigstens zwei, um eine annährend horizontale Rotationsachse (7) drehbar gelagerten Rotorflügeln (F1, F2) vorgesehen ist, wobei sämtliche Rotorflügel (F) des ersten Rotors (R) jeweils eine einheitliche erste Länge (L) aufweisen und sämtliche Rotorflügel (F1, F2) wenigstens eines weiteren Rotors (R1, R2) jeweils eine einheitliche zweite Länge (Ln=1,2,...) aufweisen, wobei der erste und zumindest ein weiterer Rotor (R und R1, R2) koaxial mit einem allenfalls geringen Achsabstand angeordnet sind und eine einheitliche Rotationsachse (7) haben, wobei die Rotorflügel (F, F1, F2) der verschiedenen Rotoren (R, R1, R2) in axialer Betrachtung keine radiale Überlappung haben.Wind turbine with a first rotor (R) of the at least two about an approximately horizontal axis of rotation ( 7 ) rotatably mounted rotor blades (F), and at least one generator ( 16 ) for generating current from the rotational movement of the rotor (R), characterized in that at least one further rotor (R 1 , R 2 ) with at least two, about an approximately horizontal axis of rotation ( 7 Rotor blades (F 1 , F 2 ) are rotatably mounted, all rotor blades (F) of the first rotor (R) each having a uniform first length (L) and all rotor blades (F 1 , F 2 ) at least one further rotor ( R 1 , R 2 ) each have a uniform second length (L n = 1,2, ... ), wherein the first and at least one further rotor (R and R 1 , R 2 ) are arranged coaxially with a possibly small center distance and a uniform axis of rotation ( 7 ), wherein the rotor blades (F, F 1 , F 2 ) of the various rotors (R, R 1 , R 2 ) have no radial overlap in axial view. Windkraftanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Anfang des weiteren Rotors (R1, R2) radial gesehen außerhalb des äußeren Endes des ersten Rotors (R) vorgesehen ist, insbesondere außen an das äußere Ende des ersten Rotors (R) anschließt.Wind turbine according to the preceding claim, characterized in that the inner beginning of the further rotor (R 1 , R 2 ) radially seen outside the outer end of the first rotor (R) is provided, in particular on the outside of the outer end of the first rotor (R) followed. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel (F, F1, F2) der Rotoren (R, R1, R2) in etwa die gleiche Länge (L und Ln=1,2,...) aufweisen.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor blades (F, F 1 , F 2 ) of the rotors (R, R 1 , R 2 ) are approximately the same length (L and L n = 1.2, .. . ). Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel (F, F1, F2) angestellt, vorzugsweise in einem Winkel von etwa 10° bis 15°, zur Rotationsachse (7) ausgerichtet sind.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor blades (F, F 1 , F 2 ) employed, preferably at an angle of about 10 ° to 15 °, to the axis of rotation ( 7 ) are aligned. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren (R, R1, R2) um eine vertikale Achse (2) drehbar gelagert sind.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotors (R, R 1 , R 2 ) about a vertical axis ( 2 ) are rotatably mounted. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Rotorflügel (F, F1, F2) eines Rotors (R, R1, R2) um ihre Längsachse (14) drehbar gelagert sind.Wind power plant according to one of the preceding claims, characterized in that at least the rotor blades (F, F 1 , F 2 ) of a rotor (R, R 1 , R 2 ) about their longitudinal axis ( 14 ) are rotatably mounted. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel (F, F1, F2) zumindest eines Rotors (R, R1, R2) in etwa im Winkel von 60° zueinander angeordnet sind.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor blades (F, F 1 , F 2 ) at least one rotor (R, R 1 , R 2 ) are arranged approximately at an angle of 60 ° to each other. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Rotor (R, R1, R2) ein Generator (16) zugeordnet ist.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that each rotor (R, R 1 , R 2 ) is a generator ( 16 ) assigned. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rotoren (R, R1, R2), vorzugsweise über zumindest ein geeignetes Getriebe, einem gemeinsamen Generator (16) zugeordnet sind.Wind power plant according to one of the preceding claims, characterized in that all rotors (R, R 1 , R 2 ), preferably via at least one suitable transmission, a common generator ( 16 ) assigned. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windkraftanlage zum Einsatz im Off-Shore-Betrieb, wie Fundamenten, schwimmenden Plattformen, Schiffen oder dergleichen geeignet ist.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the wind turbine is for use in off-shore operation, like foundations, floating platforms, ships or the like suitable is. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Generator (16) als Außenläufer ausgebildet ist.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one generator ( 16 ) is designed as an external rotor. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den äußeren Enden der Rotorflügel (F bzw. F1 bzw. F2) bei zumindest einem Rotor (R bzw. R1 bzw. R2) Stabilisatoren (2) vorgesehen sind.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that at the outer ends of the rotor blades (F or F 1 or F 2 ) at least one rotor (R or R 1 or R 2 ) stabilizers ( 2 ) are provided. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Enden der Rotorflügel (F bzw. F1 bzw. F2) zumindest eines Rotors (R bzw. R1 bzw. R2), insbesondere des äußersten Rotors (R2), mit einem Seil, insbesondere Stahlseil (26), verbunden sind.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the outer ends of the rotor blades (F or F 1 or F 2 ) at least one rotor (R or R 1 or R 2 ), in particular of the outermost rotor (R 2 ) , with a rope, in particular steel rope ( 26 ), are connected.
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