DE19804392A1

DE19804392A1 - Vertical cavern module rotor for vertical axis wind power system

Info

Publication number: DE19804392A1
Application number: DE1998104392
Authority: DE
Inventors: Ludwig Gehra
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1999-08-12

Abstract

The rotor has four cavern modules rotating vertically clockwise and strap rotor struts (2, 10). Two identical module halves and a dividing wall form a fiber composite unit. Braking forces during contra rotation are minimized. The dividing wall is contained in cavern module Schwert aluminum alloy parts and integrated in the lightning protector. The different size, but otherwise identical, module pairs operate the same and are arranged for a large wind incidence area and increased rotor diameter. Particle, rain, etc. extraction chutes (3) are divided by connecting bridges. The strap pair rotor struts are made of four linear strap pairs with vertical (13) and horizontal distance parts.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Rotore für Vertikalachse-Windkraft anlagen (VA-WKA) die Vertikal-Kavernenmodul-Rotore (VKMR). Die Vertikal- Kavernenmodule VKM, mit den aerodynamischen Profilen ihrer auftriebs nutzenden Schwertdesign-Modulseitenflächen und den Modulverschlüssen als Winddruckaufnehmer, sowie ihre Spangen-Rotorverstrebung, stellen eine wir kungsvolle Rotortype gemäß dem Maßblatt dar, welche besonders für Küsten- Frachtschiffantrieb (anstelle Segelausrüstung) Anwendung findet. Die Abb. 1 zeigt zwei nur in der Breite unterschiedene Modulpaare (2), die mit einer Trennwand (6) und identischen Kavernenemodulhälften zu einer dreidimensionalen Baueinheit in Faser-Verbundwerkstoff verbunden sind. Die Kavernen-Modulenden (KM) werden von den Modulverschlüssen (4) gebildet, deren Vorderseite die Bugausformung (5) darstellt, welche die Bremswirkung bei gegenläufiger Rotor-Kreisposition minimiert. Die Trennwand (6) ist von einem Alu-Legierungsband zur Stabilisierung der Module umfaßt und mit den Modulseiten oben und unten verbunden und so in den Blitzschutz integriert.The invention relates to rotors for vertical axis wind power plants (VA-WKA) the vertical cavern module rotors (VKMR). The vertical cavern modules VKM, with the aerodynamic profiles of their buoyant sword design module side surfaces and the module locks as wind pressure transducers, as well as their clasp-rotor bracing, represent an effective rotor type according to the dimension sheet, which is particularly used for coastal cargo ship propulsion (instead of sailing equipment) . Fig. 1 shows two module pairs ( 2 ), which differ only in their width, which are connected to a partition ( 6 ) and identical cavern module halves to form a three-dimensional structural unit in fiber composite material. The cavern module ends (KM) are formed by the module locks ( 4 ), the front of which represents the bow shape ( 5 ), which minimizes the braking effect in the opposite rotor circle position. The partition ( 6 ) is surrounded by an aluminum alloy strip to stabilize the modules and is connected to the module sides at the top and bottom and thus integrated in the lightning protection.

Die in den Abmessungen unterschiedlichen, sonst identischen VKM-Paare haben dasselbe Arbeitsprinzip. Sie sind je am Modulschwerpunkt in der rech ten Trennwandseite mit einer oberen diagonalen und unteren linearen hori zontalen Rotorverstrebung (10) verankert und zeigen mit der Bugausformung (5) im 90°-Segment bei 45° Winkelverstellung zur Rotorinnenseite, wodurch eine fünffache Windanströmung der KM möglich wird: Je Modulseite eine Inn en- und vier Außenkavernen (bei 6 m Breite des Moduls), bzw. 3 Außenkaver nen (bei 4 m Breite des anderen Modulpaares) = 2×, plus 1× Windanströ mung direkt von vorne in die beiden Modulverschlüsse, sowie die Beauf schlagung der aerodynamischen Profile der auftriebsnutzenden Modulseiten flächen mit Trennwand, = 2×, was zu einer erfolgreichen elektrischen Energieerzeugung führt. Das Schwertdesign der VKM entsteht durch die Ver jüngung der Modulunterseite, bedingt durch die Entsorgungsschächte (3) für mit dem Wind eingebrachte Partikel, Regenwasser etc. The different, otherwise identical VKM pairs have the same working principle. They are anchored at the center of gravity of the module in the right-hand partition wall with an upper diagonal and lower linear horizontal rotor struts ( 10 ) and, with the bow shape ( 5 ), point in the 90 ° segment at a 45 ° angle adjustment to the inside of the rotor, resulting in a five-fold wind flow against the KM It is possible: one inside and four outside caverns (with 6 m width of the module) or 3 outside caverns (with 4 m width of the other pair of modules) = 2 ×, plus 1 × wind flow directly from the front into the two on each module side Module locks, as well as the aerodynamic profiles of the lift-using module sides with partition, = 2 ×, which leads to successful electrical energy generation. The sword design of the VKM results from the tapering of the underside of the module, due to the disposal shafts ( 3 ) for particles brought in by the wind, rainwater etc.

Die zweite Hauptkomponente der VKM-Rotore, die Spangenpaar-Rotorverstre bung, besteht aus vier (den KM entsprechende Anzahl) Spangenpaaren (10), deren obere diagonale und untere lineare horizontale Spangen in Spangen paarbildungselementen (9) vereinigt sind und dann als Spangenfortsatz- Gabelung (8) in die rechte Trennwandseite zur dortigen Verankerung führen. Eine an der oberen Spange am Drehkranz/Mastspitze (11) angebrachte verti kale Abstandssicherungsstrebe (13), die zu der unteren, am PMR (Permanent Magnet Ring) (12) mitbefestigten Spange führt, dient zur synchronen Rotor- Kreisbewegung der KM. Horizontale Abstandssicherungsstreben (14) befinden sich an den Innenkavernen in KM-Schwerpunkthöhe und sichern, von Modul zu Modul befestigt, zusätzlich gleichförmige KM-Kreisbewegungen des Rotors. Windkraftanlagen mit Vertikalachse haben kein Getriebe nötig, da die Ro tore die Windkraft mechanisch mittels PMR auf einen Generator zur elektri schen Energieerzeugung leiten.The second main component of the VKM rotors, the clasp pair rotor strut, consists of four (corresponding to the number of KM) clasp pairs ( 10 ), whose upper diagonal and lower linear horizontal clasps are combined in clasp pairing elements ( 9 ) and then as a clasp extension fork ( 8 ) lead to the right partition wall for anchoring there. One on the upper clasp on the slewing ring / mast tip ( 11 ) attached vertical distance securing strut ( 13 ), which leads to the lower clasp attached to the PMR (Permanent Magnet Ring) ( 12 ), serves for synchronous rotor circular movement of the KM. Horizontal spacing struts ( 14 ) are located on the inner caverns at the height of the center of gravity and, when attached from module to module, also ensure uniform KM circular movements of the rotor. Wind turbines with a vertical axis do not need a gearbox because the rotors mechanically direct the wind power to a generator for electrical energy generation using PMR.

Die zu lösende Aufgabe besteht darin, die neuartigen VKM-Rotore konstruk tiv so auszulegen, daß zur Synergie der in sich abgeschlossenen Funktions einheit "Kavernen-Modul-Rotor", drei Bereiche als wesentliche Faktoren zu ihrer Kombination beitragen: Bereich 1, aerodynamische Profile der auf triebsnutzenden Schwertdesign-Modulseitenflächen mit standardisierten Innen- und Außenkavernen sowie Bugausformung der KM-Enden; Bereich 2, die Modulverschlüsse der dreidimensionalen Faser-Verbundwerkstoff Kavernenmo dule; Bereich 3, Spangenpaar-Rotorverstrebung aus Alu-Legierungsmaterial mit linearen Spangen. Ein komplexes System in VKMR-Leichtbauweise wurde kreiert, das mit großflächigem Doppelseitenangebot je Modul und zusätz lichen Wind-Druckaufnehmern als Modulverschlüsse eine erfolgreiche Energie bilanz erreichen läßt.The task to be solved is to construct the new VKM rotors tiv interpreted so that the synergy of self-contained function unit "cavern module rotor", three areas as essential factors their combination contribute: area 1, aerodynamic profiles of the on drive-using sword design module side panels with standardized Inside and outside caverns as well as bow shaping of the KM ends; Area 2, the Module closures of the three-dimensional fiber composite material Kavernenmo dule; Area 3, pair of clasps rotor bracing made of aluminum alloy material with linear clasps. A complex system in VKMR lightweight construction was created that with large double-page offer per module and additional wind pressure transducers as module closures a successful energy balance sheet can be achieved.

Erfindungsmäßig wird dies dadurch erreicht, weil die VK-Module je als ein dreiteiliges Ganzes mit einer identischen Modulhälfte links und rechts bil den, an einer als Modulmitteteil dienenden Trennwand über T-Nuten-Profile und untere Verbindungsstege verankert sind. Die VKM werden von linearen Spangen-Rotorverstrebungen gehalten, welche aus vier oberen diagonalen, am Drehkranz der Mastspitze befestigten und aus vier am PMR verankerten hori zontalen Spangen bestehen. Die oberen Spangen sind aus der Vertikalen ca. 90° nach unten außengeführt und laufen nach dem als Manschettenverschluß dienenden Spangenpaar-Bildungselement als Spangenfortsatz nach links, die unteren Spangen nach rechts als Gabelung auf einer Ebene aus. According to the invention, this is achieved because the VK modules are each as one three-part whole with an identical module half left and right bil on a partition that serves as a module center section via T-slot profiles and lower connecting webs are anchored. The VKM are of linear Clasp rotor struts held, which consist of four upper diagonal, at The slewing ring of the mast tip is attached and made of four hori anchored to the PMR zonal clasps exist. The upper clasps are approx. 90 ° downwards and run as a cuff closure serving clasp pair-forming element as a clasp extension to the left, the lower clasps to the right as a fork on one level.

Die vertikalen Spangen werden am Spangenpaar-Bildungselement vor der rech ten Modulhälfte mit den horizontalen Spangen zu einem Spangen-Paar ausge bildet. Die Spangenpaare sind jeweils mittels einer Vertikalstrebe vom Drehkranz bis zum PMR verbunden, aber auch über eine Horizontalstrebe in den Innenkavernen von Modul zu Modul so verankert, daß eine synchrone Kreis bewegung der VKM gewährleistet ist.The vertical clasps are placed on the clasp pair formation element in front of the right half of the module with the horizontal clips to form a pair of clips forms. The pairs of clasps are each by means of a vertical strut Slewing ring connected up to the PMR, but also via a horizontal strut in anchored the inner caverns from module to module so that a synchronous circle movement of the VKM is guaranteed.

Diese Rotor-Hauptkomponente bietet mehrere Vorteile. Der nach oben konisch verlaufende Mast (15) ist statisch günstig und der gyroskopische Effekt des Vertikal-Rotors (vertikal umlaufende Kavernen-Module) trägt zur Dämp fung von Oszillationen eines Mastes bei. Die VKM sind zur Gänze aus Faser- Verbundwerkstoff gefertigt. Die Spangenpaar-Rotorverstrebung und ihre Zu satzteile sind hauptsächlich aus Alu-Material hergestellt, so daß Austausch barkeit von Elementen im WKA-Bereich vorgenommen werden kann. Konzeption und Struktur der VKMR vereinen in der Kombination ihres aerodynamischen KM-Profils und Modulverschlüsse als Winddruckaufnehmer positive Elemente einer Leistungssteigerung. Mit der notwendigen konstruktiven Ergänzung, z. B. rückseitige Bugausformung als Modulabschluß zu Minimierung der Brems wirkung bei gegenläufiger Kreisposition der Kavernen-Module (KM), sowie dem optisch erkennbaren Schwertdesign infolge der nach rückwärts-aufwärts erfolgenden Verjüngung der Modulunterseite (bedingt durch die Entsorgungs schächte für mit dem Wind eingebrachte Partikel, Regenwasser etc.) sind weitere Merkmale der vorteilhaften Betriebsweise des VKMR zu erkennen. Der in der Beschreibung gekennzeichnete und in den Zeichnungen dargestellte VKMR kann in verschiedenen Anwendungsbereichen wirksam werden. So als Ro tor von WKA's mit Vertikalachse in Windfarmen, als Insellösung, aber auch bei Küstenschiffen kann er anstelle Segelausrüstung installiert werden. Hinzu käme noch die äußerst erfolgreiche Aufstellung in Küstentrockenge bieten, wo der KMR der VA-WKA aus den maritimen Nebelbänken Trinkwasser, bei gleichzeitiger elektrischer Stromerzeugung, für Mensch und Kulturland schaft gewinnen kann. Ferner bietet sich der KMR für VA-WKA zum Betrieb von Meerwasser-Entsalzungsanlagen an, wobei ein Energiespeicher- und Antriebs system wie das "KESA" als Pendent eine wertvolle Ergänzung im dualen Ar beitsprinzip darstellen könnte.This main rotor component offers several advantages. The upward tapered mast ( 15 ) is structurally favorable and the gyroscopic effect of the vertical rotor (vertically rotating cavern modules) contributes to dampening oscillations of a mast. The VKM are made entirely of fiber composite. The pair of clasps rotor struts and their additional parts are mainly made of aluminum material, so that the interchangeability of elements in the wind turbine area can be made. The concept and structure of the VKMR combine positive elements of an increase in performance in the combination of their aerodynamic KM profile and module locks as wind pressure transducers. With the necessary constructive addition, e.g. B. rear bow design as module termination to minimize the braking effect in the opposite circular position of the cavern modules (KM), as well as the optically recognizable sword design due to the backward-upward tapering of the underside of the module (due to the disposal shafts for particles brought in by the wind, Rainwater etc.) further characteristics of the advantageous mode of operation of the VKMR can be seen. The VKMR identified in the description and shown in the drawings can be effective in various areas of application. For example, as a rotor from wind turbines with a vertical axis in wind farms, as an isolated solution, but also for coastal ships, it can be installed instead of sailing equipment. Added to this would be the extremely successful installation in the dry coast, where the KM-WKA can obtain drinking water from the maritime fog banks, while at the same time generating electricity, for people and the cultural landscape. The KMR is also suitable for VA-WKA for the operation of seawater desalination plants, whereby an energy storage and drive system like the "KESA" as a counterpart could be a valuable addition in the dual working principle.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger Beispiele und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen (1-4) näher erläutert.In the following the invention is illustrated by means of some examples and with reference to the accompanying drawings (1-4) explained in more detail.

Abb. 1 zeigt den erfindungsmäßigen Vertikal-Kavernenmodul-Rotor (VKMR) in Vorderansicht mit vier vertikal umlaufenden Kavernen-Modulen (KM)
Der VKMR für VA-WKA mit den Hauptkomponenten Kavernen-Module und Spangen paar-Rotorverstrebung, sowie Nebenkomponenten wie Zusatzteile etc., wird mit Ziffer 1 angedeutet. Die vier Kavernen-Module (2) im Schwertdesign auf einer Ebene, sind auf der 90°-Segment Kreisposition bei 45° Winkelverstellung ge zeigt, wobei ein KM-Paar 6 m Breite, das andere 4.8 m Breite aufweist. Vier Unterteilungen je KM (3) zeigen an der nach rückwärts-aufwärts gerun deten Modulunterseite die Entsorgungsschächte, durchgängig zur anderen Modul unterseite. Diese Verjüngung bis Höhe Modulverschluß (4) läßt das Schwert design des VKM entstehen. Die Fortsetzung davon ist die Bugausformung (5) des Modulendes, was zur Minimierung der Bremswirkung bei gegenläufiger Ro torkreisposition führt. Die Innenkavernen (6) und vier bzw. drei Außenka vernen (7), rechte Modulseite, mit zwei Positionen (8) für die Manschet ten-Spangenverschlußgabelung durch das Spangenpaar-Bildungselement (9) am Modulschwerpunkt, sind die Kavernenöffnungen für Windanströmungen direkt von vorne und in die Modulseitenflächen. Mit Ziffer 10 wird auf die Span gen-Rotorverstrebungen - diagonale obere und untere horizontale Spange - verwiesen, welche -am Drehkranz/Mastspitze (11), bzw. PMR-Generator (12) befestigt sind und mittels vertikaler-linearer Abstandssicherungsstrebe (13) für synchrone VKM-Drehung sorgen. Die lineare, horizontale Abstands sicherungsstrebe (14), in den Innenkavernen (6) der Trennwand befestigt, führen von Modul zu Modul zur weiteren gleichmäßigen VKM-Drehung am Ro torkreis. Fig. 1 shows the vertical cavern module rotor (VKMR) according to the invention in front view with four vertically rotating cavern modules (KM)
The VKMR for VA-WKA with the main components cavern modules and clasps pair rotor struts, as well as secondary components such as additional parts etc., is indicated with number 1 . The four cavern modules ( 2 ) in sword design on one level are shown in the 90 ° segment circular position at 45 ° angle adjustment, one KM pair being 6 m wide and the other 4.8 m wide. Four divisions per KM ( 3 ) show the disposal chutes on the underside of the module, which is rounded backwards and upwards, all the way to the other underside of the module. This taper up to the height of the module lock ( 4 ) creates the sword design of the VKM. The continuation of this is the bow shape ( 5 ) of the module end, which leads to minimizing the braking effect in the opposite rotor circuit position. The inner caverns ( 6 ) and four or three outer caverns ( 7 ) on the right-hand side of the module, with two positions ( 8 ) for the cuff-clasp closure fork through the clasp-pair forming element ( 9 ) at the center of gravity of the module, are the cavern openings for wind flows directly from the front and in the module side surfaces. Number 10 refers to the span-type rotor struts - diagonal upper and lower horizontal braces - which are attached to the slewing ring / mast tip ( 11 ) or PMR generator ( 12 ) and by means of vertical-linear spacing struts ( 13 ) for ensure synchronous VKM rotation. The linear, horizontal distance strut ( 14 ), fastened in the inner caverns ( 6 ) of the partition, lead from module to module for further even VKM rotation on the rotor circuit.

Mit Abb. 2 wird die Spangenpaar-Rotorverstrebung des VKMR gekenn zeichnet. Die obere Spange (1) in linearer Ausformung ist diagonal nach unten-außen geführt und am Drehkranz (4) verankert, während die untere lineare Spange (2) als horizontaler Verstrebungsträger am PMR befestigt ist. Dort ist sie mittels linearer-vertikaler Abstandssicherungsstrebe (3) mit der oberen Spange (1) am Drehkranz (4) - Mastspitze zur Sicherung der synchronen KM-Kreisbewegung verbunden. Das Spangenpaar-Bildungselement (5) für obere (1) und untere Spange (2) dient als Manschettenverschluß, mit Durchführung der Spangenfortsätze und ihre Gabelung auf einer Ebene zur Verankerung am KM-Schwerpunkt in der Trennwand. Fig. 2 shows the pair of rotor braces of the VKMR. The upper clasp ( 1 ) in a linear configuration is guided diagonally downwards and outwards and anchored to the slewing ring ( 4 ), while the lower linear clasp ( 2 ) is attached to the PMR as a horizontal strut beam. There it is connected to the upper clasp ( 1 ) on the slewing ring ( 4 ) - mast tip to secure the synchronous KM circular movement by means of a linear-vertical spacing strut ( 3 ). The clasp pair formation element ( 5 ) for the upper ( 1 ) and lower clasp ( 2 ) serves as a cuff closure, with passage of the clasp extensions and their forking on one level for anchoring at the center of gravity in the partition.

Abb. 3 ist die Vorderansicht der VKM und als Profil zu sehen. Die KM- Hälften (1) sind oben gerundet und mit der Trennwand (2) mittels T-Nuten- Profilen, oben linear und unten nach rückwärts-aufwärts gerundet, es ent steht das Schwert-Design. Die Positionen der Entsorgungsschächte (4) bei derseits der Trennwand sind gegen mit dem Wind eingebrachte Partikel, Wasser etc. gekennzeichnet. Der links- und rechtsseitige Modulverschluß (3) als Winddruckaufnehmer ist gleichzeitig Bug-Modulabschluß. Fig. 3 is the front view of the VKM and can be seen as a profile. The KM halves ( 1 ) are rounded at the top and with the dividing wall ( 2 ) by means of T-slot profiles, linear above at the top and rounded backwards-upwards at the bottom, which results in the sword design. The positions of the disposal shafts ( 4 ) on the side of the partition are marked against particles brought in by the wind, water, etc. The left and right side module lock ( 3 ) as a wind pressure sensor is also the front module closure.

Mit Ziffer 5 ist ein die Trennwand in Teilabschnitten umfassendes Alu-Le gierungsband entsprechend der Modulausformung (Schwert-Design) dimensio niert, gekennzeichnet, welches sowohl zur KM-Stabilisierung, als auch als Blitzschutzelement beansprucht wird.Numeral 5 designates an aluminum alloy strip comprising the partition in sections according to the module design (sword design), which is used both for KM stabilization and as a lightning protection element.

Abb. 4, das Kavernen-Modul (KM) wird in Seitenansicht der rechten Mo dulhälfte dargestellt (1), wobei das Schwertdesign deutlich wird, welches durch die untere Modulrundung nach rückwärts-aufwärts bedingt ist. Die Trennwand (2) mit zwei Montageösen, auf der linearen Oberkante angebracht, ist das die Modulhälften tragende und stabilisierende Mittelstück des Ver tikal-Kavernen-Moduls. Diese identischen Modulhälften sind mit je Paar einmal mit vier (bei 6 m Breite) und 1 Paar mit 3 (bei 4.8 m Breite) Außenkavernen (3) ausgestattet, welche die seitlichen Windanströmungen bis zum Modulverschluß (5) begünstigen, dies je nach KM-Rotorkreisposition über die linke und rechte Modulhälfte. Zwei Öffnungen der Modulvorderseite stellen Innenkavernen (4) dar, welche die maximale Windanströmung von vorne gleichzeitig in die beiden Modulhälften mit großem Volumen zulassen. Diese Abb. 4 ist in ihren Abmessungen (9 m Höhe, 6 m Breite) als Paar größer ausgebildet als das andere Paar mit 9 m Höhe aber nur 4.8 m Breite. Die KM- Paare sind auf 180° Segment gegeneinander montiert, was eine günstige Ro toranströmfläche verursacht. Die dreidimensionale Geometrie der Kavernen- Module, welche neben den besonders günstigen Windanströmverhältnissen jedoch auch die Entsorgung eingewehter Partikel etc. über die entsprechenden Schächte (7) benötigt, begründet die unverkennbare Schwertdesign-Optik. Als rückwärtige Winddruckaufnahme dient der rechte und linke Modulver schluß (5). Abschluß der Modulhälften ist die am Modulende sichtbare Bug ausformung (6), die innenseitig als Modulverschluß (5) dient. Am Schwer punkt der VKM sind Verankerungselemente (8) für die Spangenpaar-Fortsätze aus dem Manschettenverschluß des Spangenpaar-Bildungselementes (Abb. 2, Ziff. 5) horizontale auf einer Ebene durch die rechte Modulhälfte bei den Außenkavernen in die Trennwand (2) fixiert, womit sie für KM-Montagezwecke frei zugänglich sind. Mit Ziff. 9 ist die Position des Befestigungselements für die horizontale, lineare Abstandssicherungsstrebe gekennzeichnet. Fig. 4, the cavern module (KM) is shown in a side view of the right module half ( 1 ), whereby the sword design is clear, which is due to the lower module rounding backwards-upwards. The partition ( 2 ) with two mounting lugs, attached to the linear top edge, is the central part of the vertical cavern module that supports and stabilizes the module halves. These identical module halves are equipped with one pair each with four (at 6 m width) and 1 pair with 3 (at 4.8 m width) external caverns ( 3 ), which favor the side wind flow up to the module lock ( 5 ), depending on the KM- Rotor circle position over the left and right half of the module. Two openings on the front of the module represent inner caverns ( 4 ), which allow the maximum wind flow from the front into the two module halves with large volume at the same time. The dimensions of this Fig. 4 (9 m height, 6 m width) as a pair are larger than the other pair with a height of 9 m but only 4.8 m wide. The KM pairs are mounted against each other on a 180 ° segment, which creates a favorable rotor inflow surface. The three-dimensional geometry of the cavern modules, which, in addition to the particularly favorable wind flow conditions, also requires the disposal of blown-in particles etc. via the corresponding shafts ( 7 ), is the basis for the unmistakable sword design. The right and left module lock ( 5 ) serves as rear wind pressure recording. Completion of the module halves is the bow formation ( 6 ) visible at the end of the module, which serves as a module lock ( 5 ) on the inside. At the focus of the VKM, anchoring elements ( 8 ) for the clip pair extensions from the cuff closure of the clip pair forming element ( Fig. 2, No. 5) are fixed horizontally on one level through the right half of the module at the outer caverns in the partition ( 2 ), making them freely accessible for KM assembly purposes. With no. 9 the position of the fastening element for the horizontal, linear distance securing strut is marked.

Reference list Fig. 1 Vertical cavern module rotor "VKMR"

Vorderansicht, mit zwei vertikal umlaufenden Vertikal-Kavernenmodulen (VKM) - Paaren, je 9 m Höhe, die Breite 1 Paar 6 m, 1 Paar 4 mFront view, with two vertical ones Vertical cavern modules (VKM) - pairs, each 9 m high, the width 1 pair 6 m, 1 pair 4 m

1 Vertikal-Kavernenmodul-Rotor für VA-WKA (Vertikalachse- Windkraftanlagen)
2 vier Vertikal-Kavernenmodule im Schwertdesign auf einer Ebene je zwei Module gleicher Breite als Paar auf 180° Position ge genüber, mit einer in das KM-Gehäuse längsseitig mittig, oben und unten in T-Nuten-Profilen eingeschobene Trennwand,
3 vier Unterteilungen (3) zeigen an der Modulunterseite die Entsorgungsschächte-Positionen
4 Modulverschluß am Modulende des Schwertdesigns infolge Verjüngung der KM von unten-vorne nach rückwärts-aufwärts, identisch mit der
5 Bugausformung der VKM zur Minimierung der Bremswirkung bei gegen läufiger Rotorkreisposition
6 Innen-Kaverne, Windeinströmung von vorne und seitlich
7 Außen-Kavernen für seitliche Windeinströmung je Modulseite
8 zwei Positionen für die Manschetten-Spangenverschluß-Gabelung
9 Spangenpaar-Bildungselement - Position am Modul-Schwerpunkt
10 Spangenpaar-Rotorverstrebung, obere und untere diagonale und horizontale lineare Spangen
11 Drehkranz/Mastspitze
12 PMR (Permanant Magnet Ring) mit Generator
13 vertikale-lineare Abstandssicherungsstrebe, für synchrone VKM- Drehung
14 horizontale-lineare Abstandssicherungsstrebe, in Schwerpunkthöhe in den Innenkavernen befestigt, von Modul zu Modul zur weiteren synchronen VKM-Rotation führend
15 Mast, konisch nach oben verlaufend
1 vertical cavern module rotor for VA-WKA (vertical axis wind turbines)
2 four vertical cavern modules in sword design on one level, two modules of the same width each as a pair at a 180 ° position, with a partition inserted in the center of the KM housing on the long side, above and below in T-slot profiles,
3 four divisions ( 3 ) show the disposal shaft positions on the underside of the module
4 Module lock at the module end of the sword design due to the tapering of the KM from bottom to front to back and up, identical to the
5 Front shape of the VKM to minimize the braking effect when the rotor circle position is opposite
6 inside cavern, wind inflow from the front and side
7 outer caverns for lateral wind inflow on each module side
8 two positions for the cuff-clasp crotch
9 Clasp pair formation element - position at module focus
10 clasp pair rotor struts, upper and lower diagonal and horizontal linear clasps
11 slewing ring / mast tip
12 PMR (permanent magnet ring) with generator
13 vertical-linear spacer struts, for synchronous VKM rotation
14 horizontal-linear distance securing struts, fixed at the center of gravity in the inner caverns, leading from module to module for further synchronous VKM rotation
15 mast, tapered upwards

Fig. 2

Kavernenmodul-Rotor für vertikale Kavernen-Module-Spangen- RotorverstrebungCavern module rotor for vertical Cavern Modules Clasps Rotor strut

1 lineare obere Spangen als Verstrebungsträger am Drehkranz- Mastspitze (4) verankert
2 lineare untere Spangen als horizontale Verstrebungsträger am PMR (Permanent Magnet Ring) (6), befestigt und dort (alter nativ) am unteren Drehkranz mittels
3 linearer, vertikaler Abstandssicherungsstreben mit den oberen Spangen (1) am Drehkranz (4) zur Sicherung des synchronen KM- Kreisumlaufs verbunden
4 Drehkranz an der Mastspitze (7), (alternativ an Pos. 6)
5 Spangenpaar-Bildungselement für obere (1) und untere Spange (2) als Manschettenverschluß, mit Durchführung der Spangenfortsätze und ihre horizontale Gabelung auf einer Ebene zur Verankerung in der Trennwand durch die Außenkavernen 1 + 3 angebracht (Abb. 1 Ziff. 8)
6 Permanent Magnet Ring und Generator (alternativ am oberen Dreh kranz (4), dann untere Spange (2) mit Drehkranz, bei größerem Umfang des PMR/Gen. erhöhte Stromerzeugung
7 Mast, nach oben konisch verjüngt
1 linear upper clips anchored to the slewing ring mast tip ( 4 )
2 linear lower braces as horizontal struts on the PMR (Permanent Magnet Ring) ( 6 ), attached and there (alternative) to the lower slewing ring by means of
3 linear, vertical spacing struts connected to the upper clasps ( 1 ) on the slewing ring ( 4 ) to ensure the synchronous KM cycle
4 slewing ring at the mast tip ( 7 ), (alternatively at item 6 )
5 clasp pair formation element for upper ( 1 ) and lower clasp ( 2 ) as a cuff closure, with passage of the clasp extensions and their horizontal crotch attached on one level for anchoring in the partition by the outer caverns 1 + 3 ( Fig. 1, point 8 )
6 Permanent magnet ring and generator (alternatively on the upper slewing ring ( 4 ), then lower clasp ( 2 ) with slewing ring, with a larger scope of the PMR / Gen. Increased power generation
7 mast, tapered upwards

Fig. 3 Cavern module - front view

Profil für vertikale Kavernenmodul- AusführungVertical Cavern Module Profile execution

1 Kavernenmodul-Hälften, oben und unten gerundet
2 Trennwand in Nuten des Gehäuses oben und unten eingerastet
3 linker und rechter Modulverschluß, Position obere Modulhälfte mit dem Bugabschluß identisch
4 Entsorgungsschächte bis Modulverschluß am Gehäuseboden ausgespart
5 Das Modulgehäuse bis Bugabschluß und die Trennwand umfassendes Alu.-Legierungsband
1 cavity module halves, rounded at the top and bottom
2 Partition snapped into grooves in the housing at the top and bottom
3 left and right module lock, position upper module half identical to the front end
4 disposal shafts up to the module lock on the housing base recessed
5 The module housing up to the end of the bow and the partition made of aluminum alloy tape

Fig. 4 Vertical cavern module (VKM) Side view, right module half

11

rechte VKM-Hälfte, Schwertdesign, von unten vorne nach rückwärts-aufwärts bis Modulverschlußbeginn gerundet
right half of the VKM, sword design, rounded from bottom front to back-up to the beginning of the module lock

22nd

Trennwand mit linearer Ober- und Vorderkante, Oberkante mit zwei Montageösen versehen
Partition with linear top and front edge, top edge with two mounting eyelets

33rd

Außenkavernen, letzte bis vor dem Modulverschluß
Outside caverns, the last one until before the module lock

44th

Innenkaverne als Öffnung der Modulvorderseite
Inner cavern as opening of the front of the module

55

Modulverschluß an der Trennwandoberkante mündend, als rück wärtige Winddruckaufnahme, ist gleichzeitig
Module lock opening at the top edge of the partition, as rear wind pressure absorption, is at the same time

66

Abschluß der Modulhälften mittels Bugausformung über ganze Modulverschlußlänge zur Minimierung der Bremswirkung bei gegenläufiger Rotor-Kreisposition
Completion of the module halves by means of a bow over the entire length of the module to minimize the braking effect in the opposite rotor-circle position

77

Entsorgungsschächte
Disposal shafts

88th

Verankerungselemente für die Rotorverstrebung, horizontal auf einer Ebene am Schwerpunkt durch die rechte Modulhälfte bei den Außenkavernen Anchoring elements for the rotor struts, horizontally on one level at the center of gravity through the right half of the module the outside caverns

11

+ +

33rd

fest in die Trennwand eingebaut
built into the partition

99

Position des Befestigungselements für die horizontale, lineare Abstandssicherungsstrebe
Position of the fastener for the horizontal, linear distance securing strut

Für die "VKM-ROTORE der VA-WKA's", beispielsweise zur Antriebs- Ausrüstung von Frachtschiffen, sind folgende Maße vorgesehen:
The following dimensions are provided for the "VKM-ROTORE der VA-WKA's", for example for the drive equipment of cargo ships:

Claims

1. Vertical cavern module rotor (VKMR) for vertical axis wind turbines (VA-WKA).
The vertical cavern modules (VKM), with the aerodynamic profiles of the module sides that use the buoyancy and the module locks as wind pressure transducers, as well as the clasp rotor strut, represent an effective rotor type according to the dimension sheet, which is also suitable for coastal cargo ship propulsion (instead of sails etc.) is designed, characterized in that it consists of four clockwise vertically rotating cavern modules (KM) and the clasp rotor strut, ( Fig. 1, numbers 2 and 10 ). It is made up of two identical module halves and a partition wall supporting them to form a three-dimensional structural unit in fiber composite material. The cavern module (KM) - end pointing towards the inside of the rotor, is characterized by the bow shape ( 6 ), which leads over the entire height from above to the underside of the dividing wall, in order to minimize the braking effect when the KM rotor circle moves in opposite directions. The partition ( 2 ) is in molded parts of the KM sword design covered by an aluminum alloy strip for stabilization and thus integrated in the lightning protection. The VKM (vertical module) pairs, which differ in their dimensions and are otherwise identical, also have the same working principle. They are positioned per KM pair in the 90 ° segment at 45 ° angle adjustment so that with the broadening of one pair from 4.8 m to 6 m and an extended distance from the mast to 8 m, with the other KM pair (5 m Mast spacing module) a larger wind flow can take place and thus the rotor diameter is increased. A five-fold wind flow to the cavern modules is possible using one inner and three or four outer caverns per module side: = 2 ×, plus 1 × wind inflow directly from the front into the two module closures ( 4 ), as well as when the aerodynamic profiles of the users of the lift are applied Module side surfaces with partition, = 2 ×, which leads to successful electrical energy generation. The sword design of the VKM is created by the tapering of the underside of the KM from the bottom bottom to the top due to the disposal shafts ( 3 ) on the underside for particles brought in by the wind, rainwater etc. The shafts are divided by connecting bridges, which are screwed against each other through the lower edge of the partition. The second main component of the VKM rotors, the clasp pair rotor strut ( 10 ) consists of four (corresponding to the number of KM) linear clasp pairs, whose upper diagonal and lower horizontal clasps are combined in clasp pair formation elements ( 9 ) and then as a clasp extension. Guide the fork ( 8 ) into the right-hand partition wall for anchoring there. A vertical distance securing strut ( 13 ) attached to the upper clasp at the slewing ring / mast tip ( 11 ), which leads to the lower clasp on the PMR ( 12 ), serves for synchronous rotor circle movement of the KM. Horizontal spacing struts ( 14 ) are carried out on the partition at the height of the module's center of gravity in the interior caverns from module to module, they also ensure precise rotor-circular movements.

2. System according to claim 1, characterized in that the VKMR according to the dimensions contained in the dimension sheet, consists of four clockwise vertically rotating cavern modules (KM) ( Fig. 1, point 2) and these each consist of two identical en Module halves and a central partition of your three-dimensional unit are made of fiber composite material.

3. System according to claim 1, characterized in that the VKM in their sword design at the end of the rounded ge top part ( Fig. 4) - KM partition top edge - have a bow formation ( 6 ) which forms the inside with - the module closures, which at ge smooth KM rotor position minimizes the braking effect.

4. System according to claim 1, characterized in that the VKM stabilized by a partition wall in molded parts of the KM design's comprehensive aluminum alloy strip ( Fig. 3) and who are integrated as such in the lightning protection.

5. System according to claim 1, characterized in that the VKM in its three-dimensional concept as a combination of aerodynamic profiles of the lift-using module side surfaces and volume via the inner and outer caverns directly from the front and side in the module locks ( Fig. 4, point 5) can absorb and utilize a five-fold wind flow during the rotor circle migration, which is also made possible by the VKM in the 90 ° segment at 45 ° angle adjustment.

6. System according to claim 1, characterized in that for the disposal of brought with the wind inflow particles, rainwater, etc. on both module sides down shafts ( Fig. 1, point 3) are recessed up to the level of the module closures, for which a taper the KM underside was selected from front to back-up, which inevitably created the sword design of the cavern modules.

7. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the pair of clasps-rotor struts ( Fig. 2) consists of a pair of clasps for each of the cavern modules, the upper diagonal ( 1 ) and lower linear horizontal clasps ( 2 ) in the Cuff of the clasp-pair-forming element ( 5 ) are combined, in order to then be guided as a clasp continuation fork out of the cuff on a horizontal plane for double mounting at the module center of gravity through two outer caverns into the right-hand partition wall side for anchoring there.

8. System according to claim 7, characterized in that the linear rotor clips, Fig. 2 (1 + 2) can accommodate the different compressive / tensile forces, despite the relatively light aluminum rotor carrier material. The load capacity of the upper linear, approximately in the circle segment 90 ° diagonally leading downward ( 1 ) harmonizes the critical lateral motion forces, so that all the prerequisites for a synchronous rotor circular motion of the KM and thus effective conversion of potential into electrical energy are given.

9. System according to claim 7, characterized in that the upper clasp ( Fig. 2, point 1)) on the slewing ring / mast tip ( 4 ) and the lower clasp ( 2 ) to the PMR generator ( 6 ) by means of the vertical spacing strut ( 3 ) are connected. Horizontal spacing struts ( Fig. 1, item 14) are carried out on the inner caverns of the dividing walls at the height of the center of gravity from module to module; they additionally ensure even KM rotor circle movements.

10. System according to claim 7, characterized in that the upper and lower clasps of the Rotorver strut can be integrated as required for the reduction from four to three or two cavern modules in the slewing ring and PMR mechanism so that a desired reduction in performance or coercion from the area around the KMR of a VA-WKA is possible without additional technical effort. Depending on the application conditions, the pair of clasps-rotor struts, Fig. 2, is alternatively attached to the mast so that the PMR generator ( 6 ) is anchored to the mast tip hub ( 7 ), while the slewing ring ( 4 ) is in the previous position of the PMR Generator ( 6 ) is attached. With both of the above-mentioned parameters, the basic concept of the brace pair rotor bracing can be retained.