DE102014204593A1 - Horizontal rotor turbine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Horizontalläuferturbine umfassend eine Maschinengondel; eine in der Maschinengondel angeordnete Hauptwelle, wobei eine der Hauptwelle zugeordnete Drehachse eine Axialrichtung festlegt; ein innerhalb der Maschinengondel angeordneter elektrischer Generator, der wenigstens mittelbar von der Hauptwelle angetrieben wird; und wenigstens ein Rotorblatt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorblatt an wenigstens zwei in Axialrichtung voneinander beabstandeten Blattanschlüssen an einer Außenläuferhülse befestigt ist und sich die Außenläuferhülse mit wenigstens einer Radiallagerung gegen eine Mantelfläche der Maschinengondel abstützt und wobei die Außenläuferhülse und die Hauptwelle in wenigstens mittelbarer Triebverbindung stehen.The invention relates to a horizontal rotor turbine comprising a nacelle; a main shaft disposed in the nacelle, wherein an axis of rotation associated with the main shaft defines an axial direction; an electric generator disposed within the nacelle, at least indirectly driven by the main shaft; and at least one rotor blade. The invention is characterized in that the rotor blade is fastened to an outer rotor sleeve at at least two blade connections spaced apart in the axial direction and the outer rotor sleeve is supported with at least one radial bearing against a lateral surface of the machine nacelle and wherein the outer rotor sleeve and the main shaft are in at least indirect drive connection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Horizontalläuferturbine zur Energiegewinnung aus einer Fluidströmung, insbesondere einer Gezeitenströmung. The invention relates to a horizontal rotor turbine for energy production from a fluid flow, in particular a tidal current.

Die für Windkraftanlagen bevorzugt eingesetzten Horizontalläuferturbinen stellen eine mögliche Bauform für Strömungskraftwerke in Fließgewässern ohne eine Dammstruktur dar. Derart frei umströmte Horizontalläuferturbinen können ab einer hinreichenden Baugröße für Ozeanströmungen, insbesondere für Gezeitenströmungen, eingesetzt werden. Für den Einsatz eines windkraftähnlichen Designs unter Wasser besteht nicht nur die Notwendigkeit, eine wesentlich höhere Fluiddichte der antreibenden Strömung und damit die vorliegenden Reynoldszahlen zu berücksichtigen, sondern es ist auch notwendig, die Anlagenkonzeption an die wesentlich erschwerten Anforderungen bei der Installation, insbesondere an einem Meeresstandort, anzupassen. The horizontal rotor turbines preferably used for wind turbines represent a possible design for flow power plants in running waters without a dam structure. Such freely flowing horizontal rotor turbines can be used from a sufficient size for ocean currents, in particular for tidal currents. For the use of a wind force-like design underwater, there is not only the need to consider a much higher fluid density of the driving flow and thus the present Reynolds numbers, but it is also necessary, the plant design to the much difficult installation requirements, especially at a marine site to adapt.

Für gattungsgemäße Unterwasseranlagen wird meist eine Modularisierung verwendet, die beispielsweise aus der WO 2007/125349 A2 und DE 10 2008 059 891 A1 bekannt ist. Zu diesem Zweck wird zunächst eine Stützstruktur am Gewässergrund errichtet, auf die in einem nachfolgenden Installationsschritt eine mit einem Turmadapter versehene Maschinengondel an einer Kopplungsvorrichtung aufgesetzt wird. Anstatt an einer bis zum Gewässergrund reichenden Stützstruktur kann die Maschinengondel an einer schwimmfähigen Einheit oder einem Tragelement mit Landverbindung, wie einem Brückenelement, angekoppelt werden.For generic underwater systems usually a modularization is used, for example, from the WO 2007/125349 A2 and DE 10 2008 059 891 A1 is known. For this purpose, first of all a support structure is erected on the body of water, to which a machine nacelle provided with a tower adapter is attached to a coupling device in a subsequent installation step. Instead of a downhole support structure, the nacelle may be coupled to a floatable unit or a land connection support member such as a bridge member.

Typischerweise umfasst die Maschinengondel einen elektrischen Generator sowie einen Antriebsstrang. Des Weiteren wird ein wenigstens ein Rotorblatt aufweisender Strömungsenergiewandler vor dem Absenken an einer umlaufenden Einheit, die sich an einem Lager der Maschinengondel abstützt, angebracht. Typically, the nacelle includes an electric generator and a power train. Furthermore, prior to lowering, a flow energy converter having at least one rotor blade is attached to a rotating unit which is supported on a bearing of the nacelle.

Für die umlaufende Einheit mit typischerweise mehreren propellerförmig angeordneten Rotorblättern sind Außenläufer und innerhalb der Maschinengondel geführte, den Rotor tragende Hauptwellen bekannt. Für Außenläuferkonfigurationen wird beispielhaft auf die US 2007/0007772 A1 und DE 10 2007 003 618 A1 verwiesen. Aus diesen Schriften geht eine an einer Mantelfläche der Maschinengondel gelagerte Außenläuferhülse, die wenigstens ein Rotorblatt trägt, hervor. Dabei nimmt die Außenläuferhülse den Generatorläufer eines elektrischen Generators auf, der meist mit Permanentmagneten ausgestattet ist. For the rotating unit with typically several propeller-shaped rotor blades outer rotor and guided inside the nacelle, the main rotor carrying the rotor are known. For external rotor configurations is exemplified on the US 2007/0007772 A1 and DE 10 2007 003 618 A1 directed. From these documents, a bearing on a lateral surface of the machine nacelle outer rotor sleeve, which carries at least one rotor blade, forth. In this case, the outer rotor sleeve receives the generator rotor of an electric generator, which is usually equipped with permanent magnets.

Alternativ wird durch die GB 2 449 436 A vorgeschlagen, zusätzlich zur Außenläuferhülse, die die Rotorblätter trägt, ein weiteres hülsenförmiges Element für den Generatorläufer zu verwenden, das axial an die Außenläuferhülse anschließt und mit dieser drehfest verbunden ist. Bei einer solchen Anordnung wirken sich Verformungen der Außenläuferhülse im Betrieb nicht direkt auf die Komponenten des elektrischen Generators aus, sodass die Einstellung eines konstanten Generatorspalts einfacher realisiert werden kann. Allerdings erfordert ein solches Konzept eine hinreichende axiale Baulänge der Maschinengondel, sodass der Turmadapter und die Kopplungsvorrichtung an der Stützstruktur für hohe Traglasten ausgelegt werden müssen. Alternatively, by the GB 2 449 436 A proposed, in addition to the outer rotor sleeve, which carries the rotor blades to use another sleeve-shaped element for the generator rotor, which connects axially to the outer rotor sleeve and is rotatably connected thereto. In such an arrangement deformations of the outer rotor sleeve in operation do not affect directly on the components of the electric generator, so that the setting of a constant generator gap can be easily realized. However, such a concept requires a sufficient axial length of the nacelle, so that the tower adapter and the coupling device must be designed on the support structure for high payloads.

Durch die DE 10 2007 061 185 A1 wird ein Design für eine Horizontalläuferturbine, insbesondere für die Verwendung als Gezeitenkraftwerk, vorgeschlagen, das eine innerhalb der Maschinengondel gelagerte Hauptwelle zum Tragen der umlaufenden Einheit mit den Rotorblättern vorsieht. Durch die Verwendung einer Hauptwelle mit einem großen Querschnitt besteht die Möglichkeit, diese zusätzlich zu einer Anströmungshaube als Auftriebselement der umlaufenden Einheit zu verwenden, sodass die Radiallager der Welle entlastet werden. Dies setzt voraus, dass wesentliche Teile der Hauptwelle innerhalb der Maschinengondel in einem wassergeführten Bereich angeordnet sind. Eine besonders robuste Ausführung verwendet wassergeschmierte Gleitlager, die eine Hartweichpaarung umfassen, zur Führung der Hauptwelle. Erweitert wird das Konzept durch die Verwendung einer separaten Baueinheit für den elektrischen Generator, die, wie durch die DE 10 2008 031 615 A1 beschrieben, bezüglich der Stützstruktur gegenüberliegend zur umlaufenden Einheit mit den Rotorblättern angeordnet ist. By the DE 10 2007 061 185 A1 A design is proposed for a horizontal rotor turbine, in particular for use as a tidal power plant, which provides a main shaft supported within the nacelle for supporting the rotating unit with the rotor blades. By using a main shaft with a large cross-section, it is possible to use this in addition to an air cap as buoyancy element of the rotating unit, so that the radial bearings of the shaft are relieved. This presupposes that essential parts of the main shaft are arranged within the nacelle in a water-guided area. A particularly robust design uses water-lubricated plain bearings, which include a hard-soft pairing, to guide the main shaft. The concept is extended by the use of a separate assembly for the electric generator, which, as by the DE 10 2008 031 615 A1 described with respect to the support structure opposite to the rotating unit with the rotor blades is arranged.

Zur Anlagenregelung kann an den Blattanschlüssen der Rotorblätter ein Pitchverstellmechanismus aufgenommen werden. Liegt ein zyklischer Anströmungsrichtungswechsel wie bei einer Gezeitenströmung vor, muss eine Pitchverstelleinrichtung eine Drehung des Rotorblatts um mindestens 180° ermöglichen. Derartige Vorrichtungen wurden bereits für Kaplanturbinen durch die GB 750951 A genannt. Für Gezeitenkraftwerke ist eine solche Vollpitchverstellmöglichkeit aus der GB 2347976 B bekannt. Pitchverstellvorrichtungen führen zu zusätzlichen Anlagenkomponenten, wobei jede Teilkomponente, etwa die Verstellmechanik, die zugeordneten Verstellantriebe sowie die für die Pitchverstellung verwendeten Steuerungskomponenten, das Ausfallrisiko der Anlage erhöhen und so deren Standzeit verkürzen. Für schwer zugängliche und nur mit großem Aufwand für Wartungszwecke zu bergende, tauchende Energieerzeugungsanlagen wurde daher ein vereinfachtes Konzept mit starr an den Blattanschlüssen befestigten Rotorblättern vorgeschlagen. Zur Realisierung einer bidirektionalen Anströmbarkeit werden doppeltsymmetrische oder punktsymmetrische Blattprofile verwendet. Diesbezüglich wird beispielhaft auf die US 2007/0231148 A1 , DE 10 2009 057 449 B3 und US 06 104 097 A verwiesen. For system control, a pitch adjustment mechanism can be accommodated on the blade connections of the rotor blades. If there is a cyclic flow direction change, as in a tidal current, a pitch adjustment device must allow rotation of the rotor blade by at least 180 °. Such devices have been already for Kaplan turbines by the GB 750951 A called. For tidal power plants is such Vollpitchverstellmöglichkeit from the GB 2347976 B known. Pitch adjustment devices lead to additional system components, with each subcomponent, such as the adjustment mechanism, the associated adjustment drives and the control components used for the pitch adjustment, increase the risk of failure of the system and thus shorten their life. Therefore, a simplified concept with rotor blades fastened rigidly to the blade connections has been proposed for submersible power generation plants which are difficult to access and only with great effort for maintenance. For the realization of a bidirectional approachability, double-symmetric or point-symmetrical Used leaf profiles. In this regard, is exemplified on the US 2007/0231148 A1 . DE 10 2009 057 449 B3 and US 06 104 097 A directed.

Zur Begrenzung des Leistungseintrags für solche Anlagen wird nach dem Erreichen der Nennleistung des angeströmten Rotors entweder bis zum Strömungsabriss verlangsamt oder im Schnelllaufbereich betrieben, sodass durch den Abfall des Leistungsbeiwerts die vom Rotor aus der Strömung aufgenommene Leistung reduziert wird. Bei einer direkten Triebverbindung zwischen dem elektrischen Generator und dem umströmten Rotor wird zur Anlagenführung meist ein bestimmtes Generatormoment vorgegeben. Damit kann bei einer Anlagenregelung im Schnelllaufbereich eine Lastreduktion bis zum völligen Wegfall des stützenden Generatormoments bewirkt werden. To limit the power input for such systems is either slowed down to stall or operated in the high-speed range after reaching the rated power of the impinged rotor, so that the power absorbed by the rotor from the flow is reduced by the drop in the power coefficient. In a direct drive connection between the electric generator and the rotor flow around the system usually a certain generator torque is specified. This can be effected in a system control in the high-speed area, a load reduction to the complete elimination of the supporting generator torque.

Wird die Durchgangsschnelllaufzahl erreicht, besteht im Schnelllaufbereich keine weitere Möglichkeit, die bei einer Starkanströmung auftretenden Lasten auf die Horizontalläuferturbine weiter zu reduzieren. Entsprechend sind vereinfachte Anlagenkonzepte ohne eine Pitchverstellvorrichtung auf den nur selten auftretenden Höchstbelastungsfall auszulegen, sodass schwere Anlagenkomponenten resultieren. Als Alternative schlägt die DE 10 2012 106 099 A1 biegeelastische Rotorblätter und elastische Blattanschlüsse vor. Diese ermöglichen eine Kopplung zwischen Blattbiegung und Blatttorsion, die unter Starkanströmung den effektiven Rotorquerschnitt verringert und zugleich das Rotorblatt in Richtung der Fahnenstellung bewegt. Derart elastische Rotorblätter sind jedoch nur für eine unidirektionale Anströmung geeignet, sodass Gezeitenströmungen nur mit einer zusätzlichen Vorrichtung zur Anlagennachführung genutzt werden können. Ein besonders robustes Anlagendesign ohne eine Pitchverstellvorrichtung und ohne Komponenten zur Drehung um die Hochachse setzt daher besonders struktursteife Rotorblätter voraus. Insbesondere muss eine Blatttorsion, die den effektiven Anströmungswinkel erhöht, vermieden werden. Eine ausschließliche Blattdeformation in Schlagrichtung ohne wesentliche Torsion ist vorteilhaft, jedoch schwer zu realisieren. If the passage speed number is reached, there is no further possibility in the high-speed range to further reduce the loads occurring during a high-level flow to the horizontal rotor turbine. Accordingly, simplified system concepts without a pitch adjustment device are to be designed for the rarely occurring maximum load case, resulting in heavy system components. As an alternative, the DE 10 2012 106 099 A1 flexurally elastic rotor blades and elastic blade connections. These allow a coupling between sheet bending and blade torsion, which reduces the effective rotor cross-section under strong flow and at the same time moves the rotor blade in the direction of the flag position. However, such elastic rotor blades are only suitable for a unidirectional flow, so that tidal currents can only be used with an additional device for plant tracking. A particularly robust system design without a pitch adjustment device and without components for rotation about the vertical axis therefore requires particularly structurally stable rotor blades. In particular, a blade torsion, which increases the effective flow angle, must be avoided. Exclusive sheet deformation in the direction of impact without substantial torsion is advantageous, but difficult to realize.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Horizontalläuferturbine insbesondere mit struktursteifen Rotorblätter anzugeben, die eine derart gleichmäßige Lasteinleitung in den Antriebsstrang aufweist, dass Wellenlasten verringert werden und die für die Lastaufnahme und Lagerung notwendige axiale Baulänge der Maschinengondel verkürzt wird. Ferner sollen die Rotorblätter so an die umlaufende Einheit angelenkt werden, dass für den Überlastfall bei Starkanströmung eine hinreichende Sicherheitsreserve an den Blattanschlüssen sowie den nachfolgenden lastaufnehmenden Komponenten bis zum Turmadapter der Maschinengondel und der Kopplungsvorrichtung an der Stützstruktur vorliegt. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. The invention has for its object to provide a horizontal rotor turbine, in particular with structurally rigid rotor blades, which has such a uniform load introduction into the drive train that shaft loads are reduced and necessary for the load bearing and storage axial length of the nacelle is shortened. Furthermore, the rotor blades are to be articulated to the rotating unit so that there is a sufficient safety margin at the blade terminals and the subsequent load-bearing components to the tower adapter of the machine nacelle and the coupling device to the support structure for the overload case at high flow. The problem underlying the invention is solved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Zur Realisierung eines möglichst ausfallsicheren Anlagenkonzepts haben die Erfinder erkannt, dass die an der Blattwurzel eines Rotorblatts auftretende Belastung durch die Verwendung von wenigstens zwei in Axialrichtung voneinander beabstandeten Blattanschlüssen axial gespreizt werden muss. Zusätzlich werden die wenigstens doppelt vorliegenden Blattanschlüsse jedes Rotorblatts an einer Außenläuferhülse befestigt, um die Einleitung punktueller Last weiter zu verringern. Dabei wird das Konzept einer Außenläuferhülse mit einem Hauptwellendesign verknüpft. Während die Außenläuferhülse sich mittels einer eigenen Radiallagerung gegen eine Mantelfläche der Maschinengondel abstützt, liegt die Hauptwelle, die einen elektrischen Generator in der Maschinengondel wenigstens mittelbar antreibt, innerhalb der Maschinengondel und weist bevorzugt eine separate Lagerung auf. Damit kann ein innerhalb der Maschinengondel angeordneter elektrischer Generator wenigstens mittelbar von einer Hauptwelle angetrieben werden, die ihrerseits wenigstens mittelbar in Triebverbindung zur Außenläuferhülse steht. In order to realize a system concept that is as fail-proof as possible, the inventors have recognized that the load occurring at the blade root of a rotor blade must be axially spread by the use of at least two blade connections spaced apart from one another in the axial direction. In addition, the at least doubly present blade terminals of each rotor blade are secured to an outer race sleeve to further reduce the introduction of point load. The concept of an external rotor sleeve is linked to a main shaft design. While the outer rotor sleeve is supported by means of its own radial bearing against a lateral surface of the nacelle, the main shaft, which drives an electric generator in the nacelle at least indirectly, within the nacelle and preferably has a separate storage. In this way, an electric generator arranged within the machine nacelle can be driven at least indirectly by a main shaft, which in turn is at least indirectly in driving connection with the outer rotor sleeve.

Durch den Wegfall wesentlicher Lastkomponenten auf der Hauptwelle kann die zugeordnete separate Lagerung deutlich kleiner ausfallen. Auch die Biegelinie dieser Anordnung wird signifikant kleinere Ausschläge aufweisen, was die Generatorausrichtung vereinfacht. Zusätzlich kann eine Auftriebskompensation kleiner dimensioniert werden, sodass die Hauptwelle weniger Bauraum einnimmt.By eliminating significant load components on the main shaft, the associated separate storage can be significantly smaller. Also, the bendline of this arrangement will have significantly smaller deflections, simplifying generator alignment. In addition, a buoyancy compensation can be made smaller, so that the main shaft takes up less space.

Für eine bevorzugte Ausgestaltung sind Außenläuferhülse und Hauptwelle koaxial zueinander angeordnet, sodass die Maschinengondel axial kurzbauend ausgebildet ist. Damit wird die Baulänge der Maschinengondel in Axialrichtung so festgelegt, dass die Effekte eines Turmvorstaus oder einer Nachlaufströmung zur Stützstruktur tolerabel sind. Eine zusätzliche Verlängerung der Maschinengondel in Axialrichtung, um Bauraum für einen elektrischen Generator oder einen vergrößerten Lagerabstand zur sicheren Abstützung von Querkräften auf der Hauptwelle zu erzielen, ist nicht notwendig. For a preferred embodiment, outer rotor sleeve and main shaft are arranged coaxially with each other, so that the machine nacelle is formed axially short. Thus, the length of the machine nacelle in the axial direction is set so that the effects of Turmvorstaus or a wake flow to the support structure are tolerable. An additional extension of the machine nacelle in the axial direction to achieve space for an electric generator or an enlarged bearing distance for the reliable support of lateral forces on the main shaft is not necessary.

Durch die Verwendung von wenigstens zwei in Axialrichtung voneinander beabstandeten Blattanschlüssen besteht die Möglichkeit, ein Rotorblatt starr an einer Außenläuferhülse zu befestigen. Um eine hohe Standsicherheit bei hohen axialen Schublasten zu erzielen, wird ein Axialabstand der Blattanschlüsse des Rotorblatts bevorzugt, der mindestens 10 % der Blattlängserstreckung beträgt. Unter der Blattlängserstreckung wird vorliegend die Gesamtlänge der Auffädellinie der Profilschnitte eines Rotorblatts von der Blattwurzel an den Blattanschlüssen und der Außenläuferhülse bis zur äußersten Blattspitze betrachtet. Für gesichelte oder raumgreifende gepfeilte Rotorblätter wird im Allgemeinen die Auffädellinie von der Radialstrahlgeometrie abweichen. Dabei werden insbesondere für axial kurz bauende Maschinengondeln geeignete vorwärts gepfeilte Rotoren, die die Blattspitzen in axialer Richtung von der Stützstruktur wegführen, bevorzugt. By using at least two blade terminals spaced apart in the axial direction, it is possible to rigidly fix a rotor blade to an outer rotor sleeve. In order to achieve a high level of stability at high axial thrust loads, an axial distance of the blade connections of the rotor blade is preferred, which amounts to at least 10% of the sheet longitudinal extent. In the present case, the leaf length is the total length the Auffädellinie the profile sections of a rotor blade from the blade root at the blade terminals and the outer rotor sleeve considered to the outermost blade tip. For sacculated or expansive swept rotor blades will generally deviate the Auffädellinie from the radial beam geometry. In this case, suitable forward swept rotors, which lead away the blade tips in the axial direction of the support structure, especially for axially short machine nacelles preferred.

Je weiter der Axialabstand der Blattanschlüsse des Rotorblatts gewählt wird, umso besser ist die Lastverteilung in Axialrichtung. Besonders bevorzugt wird daher ein Mindestabstand von 20 % der Blattanschlüsse des Rotorblatts in Axialrichtung im Verhältnis zur Blattlängserstreckung. Ferner ist für eine bevorzugte Ausgestaltung das Blatt im radial inneren Bereich als geteiltes Blatt ausgebildet, sodass ein erster Blattwurzelabschnitt und ein zweiter Blattwurzelabschnitt vorliegen, die jeweils mit unterschiedlichen Blattanschlüssen in Verbindung stehen. Für ein Rotorblatt, das besonders bevorzugt über mindestens 10 % der Blattlängserstreckung im radial inneren Bereich als geteiltes Blatt vorliegt, kann ein hinreichend großer Axialabstand der Blattanschlüsse des Rotorblatts mit einem strömungstechnisch wirksamen Blattprofil verbunden werden. Ein Blattanschluss umfasst typischerweise mehrere Befestigungselemente, wie einen Anschlussflansch mit einem Schraubenkranz und weitere formschlüssig in Aufnahmen in der Außenläuferhülse eingreifende Komponenten. Von jedem Blattanschluss geht ein strukturaussteifendes Element aus, das in der jeweils zugeordneten Blattwurzel fortgesetzt wird. Dies kann beispielsweise ein separater Rotorblattträger in Form eines Kastenholms für ein in Faserverbundbauweise gefertigtes Rotorblatt sein. The further the axial distance of the blade connections of the rotor blade is selected, the better is the load distribution in the axial direction. Therefore, a minimum distance of 20% of the blade connections of the rotor blade in the axial direction in relation to the sheet longitudinal extension is particularly preferred. Further, for a preferred embodiment, the blade is formed in the radially inner region as a split sheet, so that a first blade root portion and a second blade root portion are present, which are each in communication with different blade terminals. For a rotor blade, which is particularly preferably present over at least 10% of the sheet longitudinal extent in the radially inner region as a split sheet, a sufficiently large axial distance of the blade terminals of the rotor blade can be connected to a fluidically effective blade profile. A blade connection typically comprises a plurality of fastening elements, such as a connection flange with a worm ring and other components engaging positively in receptacles in the outer rotor sleeve. From each leaf connection emanating from a Strukturaussteifendes element, which is continued in the respective associated blade root. This can be, for example, a separate rotor blade carrier in the form of a box spar for a rotor blade produced by fiber composite construction.

Für eine Weitergestaltung der Erfindung umfasst die Außenläuferhülse wenigstens zwei separate Hülsenelemente, sodass eine Realisierung eines doppelten Blattanschlusses mit großem Axialabstand möglich ist. Jedes einzelne Hülsenelement wird bevorzugt mit einer separaten Radiallagerung zur Abstützung gegen die Mantelfläche der Maschinengondel versehen. Zusätzlich können separate, den einzelnen Hülsenelementen zugeordnete Axiallager vorliegen. For a further embodiment of the invention, the outer rotor sleeve comprises at least two separate sleeve elements, so that a realization of a double blade connection with a large axial distance is possible. Each individual sleeve element is preferably provided with a separate radial bearing for support against the lateral surface of the nacelle. In addition, separate, the individual sleeve elements associated thrust bearing can be present.

Für eine konstruktiv einfache Ausgestaltung mit hoher Ausfallsicherheit wird ein Rotorblatt starr an den axial beabstandeten Blattanschlüssen der Außenläuferhülse befestigt. Für eine Weitergestaltung der Erfindung sind die Blattanschlüsse gelenkig mit Scharnieren oder elastischen Komponenten ausgebildet. Auch die Verwendung einer konstruktiv vereinfachten und robusten Pitchverstellvorrichtung ist für eine Weitergestaltung denkbar. Bevorzugt umfasst dann die Außenläuferhülse zwei in Umfangsrichtung relativ zueinander verdrehbare Hülsenelemente. Bei einer Relativverstellung der Hülsenelemente in Umfangsrichtung erfolgt eine Drehung der Blattwurzeln in den jeweils zugeordneten Blattanschlüssen, die mit einer Änderung des Einbauwinkels des Rotorblatts einhergeht. Zur Pitcheinstellung kann daher eine Verstellaktorik zwischen den Hülsenelementen der Außenläuferhülse verwendet werden. Eine solche Aktorik kann beispielsweise als hydraulisches System ausgebildet werden, das durch eine induktive Einrichtung berührungslos von der Maschinengondel aus mit Energie versorgt wird. For a structurally simple design with high reliability, a rotor blade is rigidly attached to the axially spaced blade terminals of the outer rotor sleeve. For a further embodiment of the invention, the blade terminals are hinged with hinges or elastic components. The use of a structurally simplified and robust pitch adjustment is conceivable for a further design. Preferably, then the outer rotor sleeve comprises two circumferentially rotatable relative to each sleeve sleeve elements. In a relative displacement of the sleeve elements in the circumferential direction, a rotation of the blade roots in the respective associated blade connections, which is accompanied by a change in the installation angle of the rotor blade. For adjusting the pitch, therefore, an adjustment actuator between the sleeve elements of the outer rotor sleeve can be used. Such an actuator system can be formed, for example, as a hydraulic system which is supplied by an inductive device contactlessly from the nacelle of the engine with energy.

Für eine vereinfachte Ausführung besteht eine starre Kopplung zwischen der Außenläuferhülse und der Hauptwelle. Zusätzlich kann eine direkte Triebverbindung zwischen der Hauptwelle und dem Generatorrotor des elektrischen Generators vorliegen. Für eine bevorzugte Weitergestaltung wird die starre Verbindung zwischen der Außenläuferhülse und der Hauptwelle durch eine Kopplungsvorrichtung mit Freiheitsgraden ersetzt. Eine solche Kopplungsvorrichtung stellt die Übertragung des Antriebsmoments von der Außenläuferhülse auf die Hauptwelle sicher, ermöglicht jedoch im gewissen Maß Relativbewegungen, sodass Positionsfehler zwischen der Hauptwelle und der Außenläuferhülse ausgeglichen werden können. Dadurch werden Deformationen oder Laststöße auf der Außenläuferhülse nicht direkt auf die Hauptwelle übertragen. Des Weiteren kann zwischen der Hauptwelle und dem Generatorrotor des elektrischen Generators ein Getriebe zur Übersetzung ins Schnelle vorgesehen werden. Ein solches Getriebe kann zusätzliche Mittel zum Ausgleich von Positionsfehlern umfassen. For a simplified embodiment, there is a rigid coupling between the outer rotor sleeve and the main shaft. In addition, there may be a direct drive connection between the main shaft and the generator rotor of the electric generator. For a preferred further embodiment, the rigid connection between the outer rotor sleeve and the main shaft is replaced by a coupling device with degrees of freedom. Such a coupling device ensures the transmission of the drive torque from the outer rotor sleeve to the main shaft, but allows relative movement to a certain extent, so that position errors between the main shaft and the outer rotor sleeve can be compensated. As a result, deformations or load surges on the outer rotor sleeve are not transmitted directly to the main shaft. Further, between the main shaft and the generator rotor of the electric generator, a transmission for speeding up can be provided. Such a transmission may include additional means to compensate for positional errors.

Für eine bevorzugte Ausgestaltung wird das erfindungsgemäße Konzept einer verteilten Lasteinleitung der Rotorblattkräfte über einen doppelten Blattanschluss an einer Außenläuferhülse und einer innerhalb der Maschinengondel angeordneten Hauptwelle mit komponentenweise zugeordneten Lagerungs- und Auftriebskomponenten verknüpft. Die Komponentenlager und die das Komponenteneigengewicht kompensierenden Auftriebe verringern statische Lasten und Kippmomente und so die Lastweiterleitung auf nachfolgende Komponenten des Antriebsstrangs. Zu diesem Zweck weist die Außenläuferhülse eine eigenständige Radiallagerung auf. Bevorzugt wird zusätzlich an einer Stirnseite der Maschinengondel eine Anströmungshaube vorgesehen, die ein Auftriebselement umfasst, wobei die Anströmungshaube starr mit der Außenläuferhülse verbunden ist, um wenigstens einen Teil der umlaufenden Einheit zu tragen. Zusätzlich könnten weitere Auftriebskörper gegenüber der Anströmungshaube an einer axialen Verlängerung der Außenläuferhülse angebracht werden. For a preferred embodiment, the concept according to the invention of a distributed load introduction of the rotor blade forces is linked via a double blade connection to an outer rotor sleeve and a main shaft arranged within the machine nacelle with component-associated bearing and buoyancy components. The component bearings and component self-weight compensating gears reduce static loads and overturning torques and thus load transfer to subsequent components of the powertrain. For this purpose, the outer rotor sleeve on an independent radial bearing. Preferably, a Anströmungshaube is additionally provided on a front side of the nacelle, which comprises a buoyancy element, wherein the Anströmungshaube is rigidly connected to the outer rotor sleeve to carry at least a portion of the rotating unit. In addition, further buoyancy bodies could be attached to the flow hood on an axial extension of the outer rotor sleeve.

Die Kopplung zwischen der Außenläuferhülse und der Anströmungshaube kann über einen radial inneren Bereich der Anströmungshaube erfolgen. Dabei sollten möglichst nur Triebkräfte in Umfangsrichtung übertragen werden. Die anschließende Hauptwelle wird bevorzugt mit einem so dimensionierten Auftrieb ausgelegt, dass die Radiallagerung der Hauptwelle entlastet wird. Um diese Wirkung zu erzielen, befindet sich die Hauptwelle in einem gefluteten Bereich der Maschinengondel. Des Weiteren liegen separate Axiallager für die Außenläuferhülse und die Hauptwelle vor, die bevorzugt Spurscheiben aufweisen. The coupling between the outer rotor sleeve and the Anströmungshaube can be done via a radially inner portion of the Anströmungshaube. As far as possible, only driving forces should be transmitted in the circumferential direction. The subsequent main shaft is preferably designed with a lift so dimensioned that the radial bearing of the main shaft is relieved. To achieve this effect, the main shaft is located in a flooded area of the nacelle. Furthermore, there are separate thrust bearings for the outer rotor sleeve and the main shaft, which preferably have track discs.

Der von der Hauptwelle wenigstens mittelbar angetriebene elektrische Generator wird für eine bevorzugte Ausgestaltung in Bezug zur Kopplungsvorrichtung an der Stützstruktur gegenüberliegend zur Außenläuferhülse angeordnet. Hierdurch erfolgt eine Verringerung der Kippmomente an der Maschinengondel und damit eine Entlastung des Turmadapters sowie der Kopplungsvorrichtung an der Stützstruktur. Eine weitere Verbesserung dieses Gewichtsausgleichs kann dadurch bewirkt werden, dass zusätzlich dem elektrischen Generator ein separates Auftriebselement mit Berührung zum Umgebungswasser zugeordnet ist. The at least indirectly driven by the main shaft electrical generator is arranged for a preferred embodiment with respect to the coupling device on the support structure opposite to the outer rotor sleeve. This results in a reduction of the tilting moments on the nacelle and thus a relief of the tower adapter and the coupling device to the support structure. A further improvement of this weight compensation can be achieved by additionally assigning to the electric generator a separate buoyancy element in contact with the ambient water.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispielen in Verbindung mit Figurendarstellungen genauer erläutert. Diese stellen Folgendes dar: The invention will be explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments in conjunction with illustration representations. These represent the following:

1 zeigt eine erfindungsgemäße Horizontalläuferturbine in Schnittansicht. 1 shows a horizontal rotor turbine according to the invention in sectional view.

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Horizontalläuferturbine in Schnittansicht. 2 shows a further embodiment of a horizontal rotor turbine according to the invention in sectional view.

In 1 ist in schematisch vereinfachter Darstellung der Schnitt einer erfindungsgemäßen Horizontalläuferturbine 1 dargestellt. Gezeigt ist eine modulare Anlagenausführung für die die Maschinengondel 2 der Horizontalläuferturbine 1 mittels einer konischen Aufnahme 31 an einem Turmadapter 30 auf einen komplementär konischen Kopplungszapfen 32 einer Kopplungsvorrichtung 29 einer Stützstruktur 27 aufgesetzt ist. An den Turmadapter 30 schließt sich gondelseitig ein Tragring 33 an, der zur zentralen Gewichtskonzentration als massives Gussteil ausgeführt ist. Ferner liegt ein einstückig mit dem Tragring 33 verbundener Tragzylinder 34 vor, der eine Mantelfläche 11 bildet, an dem sich eine Radiallagerung 10.1, 10.2 einer Außenläuferhülse 9, die die Rotorblätter 7.1, 7.2 trägt, abstützt. Die Mantelfläche 11 weist gegenüber dem Tragring 33 einen verringerten Durchmesser auf, sodass die radial äußere Fläche der Außenläuferhülse 9 im Wesentlichen mit der radialen Erstreckung des Tragrings 33 fluchtet. Besonders bevorzugt sind die Radiallagerungen 10.1, 10.2 der Außenläuferhülse 9 als wassergeschmierte Gleitlager in Form einer Hartweichpaarung ausgebildet. In 1 is a simplified schematic representation of the section of a horizontal rotor turbine according to the invention 1 shown. Shown is a modular system design for the machine nacelle 2 the horizontal rotor turbine 1 by means of a conical recording 31 on a tower adapter 30 on a complementary conical coupling pin 32 a coupling device 29 a support structure 27 is attached. To the tower adapter 30 closes the gondola side a support ring 33 which is designed for central weight concentration as a solid casting. Furthermore, one piece is integral with the support ring 33 connected support cylinder 34 in front, which has a lateral surface 11 forms, at which there is a radial bearing 10.1 . 10.2 an outer rotor sleeve 9 holding the rotor blades 7.1 . 7.2 carries, supports. The lateral surface 11 points opposite to the support ring 33 a reduced diameter, so that the radially outer surface of the outer rotor sleeve 9 essentially with the radial extent of the support ring 33 flees. Particularly preferred are the radial bearings 10.1 . 10.2 the outer rotor sleeve 9 designed as a water-lubricated slide bearing in the form of a hard soft pairing.

An der Außenläuferhülse 9 liegen für jedes Rotorblatt 7.1, 7.2 zwei Blattanschlüsse 8.1, 8.2 zur Befestigung eines Rotorblatts 7.1, 7.2 vor. Für die vorliegende Ausführungsform ist jedes Rotorblatt 7.1, 7.2 starr an den jeweils zugeordneten Blattanschlüssen 8.1, 8.2 mit der Außenläuferhülse 9 verbunden. Dabei ist der radial innere Bereich des Rotorblatts 7.1, 7.2 als geteiltes Blatt ausgebildet, sodass ein erster Blattwurzelabschnitt 13 mit dem Blattanschluss 8.1 und ein zweiter Blattwurzelabschnitt 14 mit dem Blattanschluss 8.2 verbunden ist. At the outer rotor sleeve 9 lie for each rotor blade 7.1 . 7.2 two blade connections 8.1 . 8.2 for fixing a rotor blade 7.1 . 7.2 in front. For the present embodiment, each rotor blade 7.1 . 7.2 rigidly to the respectively assigned blade connections 8.1 . 8.2 with the outer rotor sleeve 9 connected. Here is the radially inner region of the rotor blade 7.1 . 7.2 formed as a split sheet, so that a first blade root section 13 with the blade connection 8.1 and a second blade root section 14 with the blade connection 8.2 connected is.

Zur Festlegung eines Blatteinbauwinkels sind die Blattanschlüssen 8.1, 8.2 typischerweise in Umfangrichtung um eine vorbestimmte Winkeldifferenz versetzt angeordnet und zusätzlich sind die Rotorblätter 7.1, 7.2 mit einer Blattverwindung versehen. Die Blattgeometrie ist in der schematisch vereinfachten Darstellung von 1 jedoch im Einzelnen nicht dargestellt.To establish a sheet installation angle are the leaf connections 8.1 . 8.2 typically arranged offset in the circumferential direction by a predetermined angular difference and in addition, the rotor blades 7.1 . 7.2 provided with a sheet twisting. The blade geometry is in the schematically simplified representation of 1 but not shown in detail.

Innerhalb der Maschinengondel 2 liegt eine Hauptwelle 3 vor, deren zugeordnete Drehachse 4 eine Axialrichtung 5 der Horizontalläuferturbine 1 festlegt. Die Hauptwelle 3 reicht durch eine zentrale Öffnung im Tragring 33 und im Tragzylinder 34 und stützt sich dort mittels eines Radiallagers 19.1, 19.2 gegen einen Lagerabschnitt 20.1, 20.2 ab. Inside the machine nacelle 2 lies a main wave 3 before, their associated axis of rotation 4 an axial direction 5 the horizontal rotor turbine 1 sets. The main shaft 3 extends through a central opening in the support ring 33 and in the support cylinder 34 and rests there by means of a radial bearing 19.1 . 19.2 against a storage section 20.1 . 20.2 from.

Für die vorliegende Ausführungsform steht die Hauptwelle 3 in direkter Triebverbindung zu einem elektrischen Generator 6, der bezüglich der Stützstruktur 27 gegenüberliegend der Außenläuferhülse 9 angeordnet ist. Für die dargestellte Ausführungsform trägt die Hauptwelle 3 den Generatorrotor 17, der bevorzugt mit Permanentmagneten versehen ist. Bei der gewählten Anlagenkonzeption, die eine Anordnung der Außenläuferhülse 9 mit den Rotorblättern 7.1, 7.2 und des elektrischen Generators 6 auf unterschiedlichen Seiten der Stützstruktur 27 vorsieht, resultiert ein Austarieren des Anlagengewichts, sodass sich das Kippmoment am Turmadapter 30 verringert. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, den Abschnitt der Maschinengondel 2, der den elektrischen Generator 6 aufnimmt, als ein separates Generatormodul 35 auszubilden, das als Baueinheit am Tragring 33 aufgeflanscht wird. Bei der Montage wird zusätzlich ein den Generatorrotor 17 tragender Wellenstutzen 36 mit dem durch den Tragring 33 hindurchragenden Teil der Hauptwelle 3 verbunden. For the present embodiment is the main shaft 3 in direct drive connection to an electric generator 6 , concerning the support structure 27 opposite the outer rotor sleeve 9 is arranged. For the illustrated embodiment, the main shaft carries 3 the generator rotor 17 , which is preferably provided with permanent magnets. In the selected plant design, which is an arrangement of Außenläuferhülse 9 with the rotor blades 7.1 . 7.2 and the electric generator 6 on different sides of the support structure 27 provides a balancing of the plant weight, so that the tipping moment on the tower adapter 30 reduced. In addition, there is the possibility of the section of the nacelle 2 who has the electric generator 6 as a separate generator module 35 form, as a structural unit on the support ring 33 is flanged. During assembly, an additional generator rotor 17 carrying shaft socket 36 with the through the support ring 33 protruding part of the main shaft 3 connected.

Durch die Wahl eines doppelten Blattanschlusses 8.1, 8.2 für jedes der Rotorblätter 7.1, 7.2 auf einer direkt unterlagerten Außenläuferhülse 9 entsteht eine hochbelastbare Anlenkung der Rotorblätter 7.1, 7.2. Dabei wird bevorzugt der Axialabstand A der Blattanschlüsse 8.1, 8.2 in Axialrichtung 5 mit mindestens 10 % und bevorzugt mindestens 20 % der Blattlängserstreckung L gewählt, um eine hinreichende Standfestigkeit der Rotorblätter 7.1, 7.2 zu erzielen. By choosing a double blade connection 8.1 . 8.2 for each of the rotor blades 7.1 . 7.2 on a directly subordinate outer rotor sleeve 9 creates a heavy-duty articulation of the rotor blades 7.1 . 7.2 , In this case, the axial distance is preferred A of the leaf connections 8.1 . 8.2 in the axial direction 5 with at least 10% and preferably at least 20% of the leaf extension L chosen to a sufficient stability of the rotor blades 7.1 . 7.2 to achieve.

Über eine starr mit der Außenläuferhülse 9 verbundene Anströmungshaube 23 erfolgt die Drehmitnahme der Hauptwelle 3. Für die dargestellte bevorzugte Ausgestaltung wird die Kopplung der Anströmungshaube 23 mit der Hauptwelle 3 mittels einer Kopplungsvorrichtung 18 realisiert, die Positionsfehler zwischen der Außenläuferhülse 9 und der Hauptwelle 3 ausgleicht. Daher wird eine elastische Verformung der Außenläuferhülse 9 oder Anströmungshaube 23 aufgrund starker, kurzseitiger Belastungen, nicht direkt an die Hauptwelle 3 weitergegeben. Entsprechend liegen getrennte axiale Abstützungen vor, wobei für die dargestellte Ausführung zwei Spurscheibenlager vorgesehen sind, die ein erstes Axiallager 21, das der Außenläuferhülse 9 zugeordnet ist, und ein zweites Axiallager 22, das zur Abstützung der Hauptwelle 3 dient, bilden. About a rigid with the outer rotor sleeve 9 Connected airflow hood 23 the rotational drive of the main shaft takes place 3 , For the illustrated preferred embodiment, the coupling of the Anströmungshaube 23 with the main shaft 3 by means of a coupling device 18 realized, the position error between the outer rotor sleeve 9 and the main shaft 3 balances. Therefore, elastic deformation of the outer race sleeve becomes 9 or air cap 23 due to strong, short-term loads, not directly to the main shaft 3 passed. Accordingly, there are separate axial supports, wherein for the illustrated embodiment, two track disc bearings are provided, which are a first thrust bearing 21 , that of the outer rotor sleeve 9 is assigned, and a second thrust bearing 22 for supporting the main shaft 3 serves, form.

Die über die Kopplungsvorrichtung 18 in Triebverbindung stehenden und stoßentkoppelten Komponenten der umlaufenden Einheit mit Außenhülse 9 und Anströmungshaube 23 zum einen und der Hauptwelle 3 zum anderen sind durch integrierte Auftriebselemente zur Lagerentlastung möglichst frei von statischen Lasten und Momenten. Zu diesem Zweck umfasst die Hauptwelle 3 ein zentral angeordnetes Auftriebselement 24. Ferner wird ein dem elektrischer Generator 6 zugeordnetes Auftriebselement 28 umschlossen, das zur Ausbalancierung des Gewichts des Generatorrotors 17 dient. Zur Entfaltung der Auftriebswirkung ist der Bereich um die Hauptwelle 3 einschließlich des Generatormoduls 35 ein gefluteter Bereich 26, wobei die stromführenden Komponenten des elektrischen Generators 6 wasserdicht gekapselt sind. The over the coupling device 18 in drive connection and shock-decoupled components of the rotating unit with outer sleeve 9 and flow hood 23 on the one hand and the main shaft 3 On the other hand, integrated buoyancy elements for bearing relief minimize static loads and moments. For this purpose, the main shaft includes 3 a centrally located buoyancy element 24 , Further, an electric generator 6 associated buoyancy element 28 enclosed, to balance the weight of the generator rotor 17 serves. For the development of the buoyancy effect is the area around the main shaft 3 including the generator module 35 a flooded area 26 , wherein the current-carrying components of the electric generator 6 are sealed in a watertight manner.

Für die umlaufende Einheit ist in der Anströmungshaube 23 ein Auftriebselement 25 angeordnet. Da dieses auf einer Seite der Außenläuferhülse 9 liegt, wird zur Vermeidung eines Kippmoments auf der axial gegenüberliegenden Seite ein Hohlring 37 vorgesehen, der starr mit der Außenhülse 9 verbunden ist. Dabei schließt die radial äußere Fläche des Hohlrings 37 im Wesentlichen mit den radial äußeren Flächen der Außenhülse 9 und des Tragrings 33 fluchtend ab. For the circulating unit is in the flow hood 23 a buoyancy element 25 arranged. As this on one side of the outer rotor sleeve 9 is located to avoid a tilting moment on the axially opposite side of a hollow ring 37 provided, which is rigid with the outer sleeve 9 connected is. In this case, the radially outer surface of the hollow ring closes 37 essentially with the radially outer surfaces of the outer sleeve 9 and the carrying ring 33 in alignment.

2 zeigt eine Weitergestaltung der Ausführungsform gemäß 1. Identische Komponenten sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Für die dargestellte Ausführung ist die Außenläuferhülse 9 in zwei Hülsenelemente 15.1, 15.2 unterteilt, denen jeweils einer der Blattanschlüsse 8.1, 8.2 zugeordnet ist. Jedes Hülsenelement 15.1, 15.2 ist direkt durch eine Radiallagerung 10.1, 10.2 unterlagert. Zusätzlich ist ein stützstrukturnahes Axiallager 38 dem Hülsenelement 15.1 zugeordnet. Entsprechend liegt ein stützstrukturfernes Axiallager 39 für das Hülsenelement 15.2 und die Anströmungshaube 23 vor. 2 shows a further embodiment of the embodiment according to 1 , Identical components are provided with matching reference numerals. For the illustrated embodiment, the outer rotor sleeve 9 in two sleeve elements 15.1 . 15.2 each one of the leaf connections 8.1 . 8.2 assigned. Each sleeve element 15.1 . 15.2 is directly through a radial storage 10.1 . 10.2 underlain. In addition, a support structure near thrust bearing 38 the sleeve element 15.1 assigned. Accordingly, there is a support structure remote thrust bearing 39 for the sleeve element 15.2 and the flow hood 23 in front.

Zusätzlich ist zwischen den Hülsenelementen 15.1, 15.2 eine Verstellvorrichtung 40 angebracht, die die Relativlage zwischen den Hülsenelementen 15.1, 15.2 in Umfangsrichtung festlegt. Damit erlaubt die Verstelleinrichtung 40, die Blattanschlüsse 8.1, 8.2 zur Einstellung eines vorgegebenen Blatteinbauwinkels in Umfangsrichtung relativ zueinander zu verstellen, sodass eine robuste Pitchverstellvorrichtung vorliegt. Des Weiteren wird eine axiale Nachführung 41 verwendet, um bei einer Relativverstellung in Umfangsrichtung den Abstand der Blattanschlüsse 8.1, 8.2 konstant zu halten. Dies ermöglicht die Verwendung strukturfester Rotorblätter 7.1, 7.2, die auch unter Starkanströmung eine hohe Torsionsstabilität sicherstellen. In addition, there is between the sleeve elements 15.1 . 15.2 an adjusting device 40 attached, the relative position between the sleeve elements 15.1 . 15.2 in the circumferential direction. This allows the adjustment 40 , the leaf connections 8.1 . 8.2 to adjust relative to each other for setting a predetermined blade mounting angle in the circumferential direction, so that a robust Pitchverstellvorrichtung is present. Furthermore, an axial tracking 41 used to relative to the circumferential direction of the distance of the blade terminals 8.1 . 8.2 to keep constant. This allows the use of structural rotor blades 7.1 . 7.2 , which ensure high torsional stability even under high flow.

Für eine im Einzelnen nicht dargestellte Ausführungsalternative wird auf die axiale Nachführung 41 der Blattanschlüsse 8.1, 8.2 verzichtet. Stattdessen werden wenigstens abschnittsweise elastische Rotorblätter 7.1, 7.2 in Verbindung mit den Hülsenelementen 15.1, 15.2 verwendet. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die nachfolgenden Ansprüche festgelegt.For an alternative embodiment not shown in detail is on the axial tracking 41 the leaf connections 8.1 . 8.2 waived. Instead, at least partially elastic rotor blades 7.1 . 7.2 in conjunction with the sleeve elements 15.1 . 15.2 used. Further embodiments of the invention are defined by the following claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Horizontalläuferturbine  Horizontal rotor turbine
22
Maschinengondel nacelle
33
Hauptwelle  main shaft
4 4
Drehachse axis of rotation
55
Axialrichtung axially
66
elektrischer Generator electric generator
7.1, 7.2, 7.37.1, 7.2, 7.3
Rotorblatt  rotor blade
8.1, 8.28.1, 8.2
Blattanschluss blade connection
99
Außenläuferhülse External rotor sleeve
10.1, 10.210.1, 10.2
Radiallagerung radial bearing
1111
Mantelfläche  lateral surface
1212
Blattlängserstreckung Sheet longitudinal extension
1313
erster Blattwurzelabschnitt first leaf root section
1414
zweiter Blattwurzelabschnitt second blade root section
15.1, 15.215.1, 15.2
Hülsenelement sleeve member
1616
Umfangsrichtung  circumferentially
1717
Generatorrotor generator rotor
1818
Kopplungsvorrichtung coupling device
1919
Radiallager radial bearings
2020
Lagerabschnitt bearing section
2121
erstes Axiallager  first thrust bearing
2222
zweites Axiallager second thrust bearing
2323
Anströmungshaube  Anströmungshaube
2424
Auftriebselement buoyancy element
2525
Auftriebselement buoyancy element
2626
gefluteter Bereich flooded area
27 27
Stützstruktur  support structure
2828
Auftriebselement buoyancy element
2929
Kopplungsvorrichtung coupling device
3030
Turmadapter tower adapter
3131
konische Aufnahme conical recording
3232
konischer Kopplungszapfen conical coupling pin
3333
Tragring support ring
3434
Tragzylinder support cylinder
3535
Generatormodul generator module
3636
Wellenstutzen shaft stub
3737
Hohlring hollow ring
3838
Axiallager thrust
3939
Axiallager thrust
4040
Verstellvorrichtung adjustment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (15)

Horizontalläuferturbine umfassend: eine Maschinengondel (2); eine in der Maschinengondel (2) angeordnete Hauptwelle (3), wobei eine der Hauptwelle zugeordnete Drehachse (4) eine Axialrichtung (5) festlegt; ein innerhalb der Maschinengondel (2) angeordneter elektrischer Generator (6), der wenigstens mittelbar von der Hauptwelle (3) angetrieben wird; und wenigstens ein Rotorblatt (7.1, 7.2, 7.3), dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorblatt (7.1, 7.2, 7.3) an wenigstens zwei in Axialrichtung (5) voneinander beabstandeten Blattanschlüssen (8.1, 8.2) an einer Außenläuferhülse (9) befestigt ist und sich die Außenläuferhülse (9) mit wenigstens einer Radiallagerung (10.1, 10.2) gegen eine Mantelfläche (11) der Maschinengondel (2) abstützt und wobei die Außenläuferhülse (9) und die Hauptwelle (3) in wenigstens mittelbarer Triebverbindung stehen.Horizontal rotor turbine comprising: a machine nacelle ( 2 ); one in the machine nacelle ( 2 ) arranged main shaft ( 3 ), wherein an axis of rotation associated with the main shaft ( 4 ) an axial direction ( 5 ); one inside the nacelle ( 2 ) arranged electrical generator ( 6 ), at least indirectly from the main shaft ( 3 ) is driven; and at least one rotor blade ( 7.1 . 7.2 . 7.3 ), characterized in that the rotor blade ( 7.1 . 7.2 . 7.3 ) at least two in the axial direction ( 5 ) spaced blade terminals ( 8.1 . 8.2 ) on an outer rotor sleeve ( 9 ) is attached and the outer rotor sleeve ( 9 ) with at least one radial bearing ( 10.1 . 10.2 ) against a lateral surface ( 11 ) of the nacelle ( 2 ) and wherein the outer rotor sleeve ( 9 ) and the main shaft ( 3 ) are in at least indirect drive connection. Horizontalläuferturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorblatt (7.1, 7.2, 7.3) starr an den Blattanschlüssen (8.1, 8.2) der Außenläuferhülse (9) befestigt ist.Horizontal rotor turbine according to claim 1, characterized in that the rotor blade ( 7.1 . 7.2 . 7.3 ) rigidly at the leaf connections ( 8.1 . 8.2 ) of the external rotor sleeve ( 9 ) is attached. Horizontalläuferturbine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialabstand der Blattanschlüsse (8.1, 8.2) des Rotorblatts (7.1, 7.2, 7.3) mindestens 10%, bevorzugt mindestens 20% der Blattlängserstreckung (12) beträgt.Horizontal rotor turbine according to one of claims 1 or 2, characterized in that the axial distance of the blade terminals ( 8.1 . 8.2 ) of the rotor blade ( 7.1 . 7.2 . 7.3 ) at least 10%, preferably at least 20% of the leaf longitudinal extent ( 12 ) is. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorblatt (7.1, 7.2, 7.3) über mindestens 10 % der Blattlängserstreckung (12) als geteiltes Blatt mit einem ersten Blattwurzelabschnitt (13) und einem zweiten Blattwurzelabschnitt (14) ausgebildet ist, wobei der erste Blattwurzelabschnitt (13) und der zweite Blattwurzelabschnitt (14) unterschiedlichen Blattanschlüssen (8.1, 8.2) zugeordnet sind.Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor blade ( 7.1 . 7.2 . 7.3 ) over at least 10% of the leaf longitudinal extent ( 12 ) as a split leaf with a first leaf root section ( 13 ) and a second blade root section ( 14 ), wherein the first blade root section ( 13 ) and the second blade root section ( 14 ) different leaf connections ( 8.1 . 8.2 ) assigned. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenläuferhülse (9) zwei Hülsenelemente (15.1, 15.2) umfasst, wobei die dem Rotorblatt (7.1, 7.2, 7.3) zugeordneten Blattanschlüsse (8.1, 8.2) auf unterschiedlichen Hülsenelementen (15.1, 15.2) angeordnet sind.Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the outer rotor sleeve ( 9 ) two sleeve elements ( 15.1 . 15.2 ), wherein the rotor blade ( 7.1 . 7.2 . 7.3 ) associated leaf connections ( 8.1 . 8.2 ) on different sleeve elements ( 15.1 . 15.2 ) are arranged. Horizontalläuferturbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenelemente (15.1, 15.2) bezüglich einer zur Axialrichtung (5) senkrechten Umfangsrichtung (16) relativ zueinander verdrehbar sind.Horizontal rotor turbine according to claim 5, characterized in that the sleeve elements ( 15.1 . 15.2 ) with respect to an axial direction ( 5 ) vertical circumferential direction ( 16 ) are rotatable relative to each other. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenläuferhülse (9) und die Hauptwelle (3) koaxial zueinander angeordnet sind. Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the outer rotor sleeve ( 9 ) and the main shaft ( 3 ) are arranged coaxially with each other. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenläuferhülse (9) und die Hauptwelle (3) drehstarr verbunden sind.Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the outer rotor sleeve ( 9 ) and the main shaft ( 3 ) are rigidly connected. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptwelle (3) starr mit einem Generatorrotor (17) des elektrischen Generators (6) verbunden ist. Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the main shaft ( 3 ) rigidly with a generator rotor ( 17 ) of the electric generator ( 6 ) connected is. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenläuferhülse (9) und der Hauptwelle (3) eine Kopplungsvorrichtung (18) angeordnet ist, die ein Antriebsmoment von der Außenläuferhülse (9) auf die Hauptwelle (3) übertragen und Positionsfehler zwischen der Außenläuferhülse (9) und der Hauptwelle (3) ausgleicht. Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that between the outer rotor sleeve ( 9 ) and the main shaft ( 3 ) a coupling device ( 18 ) is arranged, which has a drive torque from the outer rotor sleeve ( 9 ) on the main shaft ( 3 ) and position errors between the external rotor sleeve ( 9 ) and the main shaft ( 3 ) compensates. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptwelle (3) wenigstens ein Radiallager (19) zugeordnet ist, mit dem sich die Hauptwelle (3) gegen einen Lagerabschnitt (20) in der Maschinengondel (2) abstützt. Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the main shaft ( 3 ) at least one radial bearing ( 19 ) associated with the main shaft ( 3 ) against a storage section ( 20 ) in the nacelle ( 2 ) is supported. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenläuferhülse (9) ein erstes Axiallager (21) und der Hauptwelle (3) ein zweites Axiallager (22) zugeordnet sind. Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the outer rotor sleeve ( 9 ) a first thrust bearing ( 21 ) and the main shaft ( 3 ) a second thrust bearing ( 22 ) assigned. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalläuferturbine (1) eine an einer Stirnseite der Maschinengondel (2) angeordnete Anströmungshaube (23) mit einem Auftriebselement (25) umfasst, wobei die Anströmungshaube (23) starr mit der Außenläuferhülse (9) verbunden ist. Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the horizontal rotor turbine ( 1 ) one at a front side of the nacelle ( 2 ) arranged flow hood ( 23 ) with a buoyancy element ( 25 ), wherein the flow hood ( 23 ) rigidly with the outer rotor sleeve ( 9 ) connected is. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptwelle (3) ein Auftriebselement (24) umfasst und wenigstens teilweise in einem gefluteten Bereich (26) der Maschinengondel (2) liegt. Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the main shaft ( 3 ) a buoyancy element ( 24 ) and at least partially in a flooded area ( 26 ) of the nacelle ( 2 ) lies. Horizontalläuferturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalläuferturbine (1) eine die Maschinengondel (2) tragende Stützstruktur (27) umfasst, wobei der elektrische Generator (6) bezüglich der Stützstruktur (27) gegenüberliegend der Außenläuferhülse (9) angeordnet ist und die Maschinengondel (2) ein dem elektrischen Generator zugeordnetes Auftriebselement (28) umschließt.Horizontal rotor turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the horizontal rotor turbine ( 1 ) one the nacelle ( 2 ) supporting support structure ( 27 ), wherein the electric generator ( 6 ) with regard to the support structure ( 27 ) opposite the outer rotor sleeve ( 9 ) is arranged and the Machine nacelle ( 2 ) a the electric generator associated buoyancy element ( 28 ) encloses.
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