DE19835958B4 - Durch Windkraft antreibbarer Rotor - Google Patents

Durch Windkraft antreibbarer Rotor Download PDF

Info

Publication number
DE19835958B4
DE19835958B4 DE19835958A DE19835958A DE19835958B4 DE 19835958 B4 DE19835958 B4 DE 19835958B4 DE 19835958 A DE19835958 A DE 19835958A DE 19835958 A DE19835958 A DE 19835958A DE 19835958 B4 DE19835958 B4 DE 19835958B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arm element
rotor
arm
rotor according
vertical shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19835958A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19835958A1 (de
Inventor
Josef Moser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MORRIGAN GmbH
Original Assignee
MORRIGAN GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MORRIGAN GmbH filed Critical MORRIGAN GmbH
Priority to DE19835958A priority Critical patent/DE19835958B4/de
Publication of DE19835958A1 publication Critical patent/DE19835958A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19835958B4 publication Critical patent/DE19835958B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/061Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/21Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/214Rotors for wind turbines with vertical axis of the Musgrove or "H"-type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30Wind power
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Durch Windkraft antreibbarer Rotor (1) mit vertikaler Welle (2) und einem Rotorarmsystem (3), das radial an der vertikalen Welle (2) befestigt ist, wobei das Rotararmsystem (3) mehr als ein Rotorarmsystemelement (31, ...) aufweist, und wobei das Rotorarmsystemelement (31) aus einem an der vertikalen Welle (2) befestigten ersten Armelement (311) und aus einem zweiten Armelement (312) langgestreckter Form besteht, das an dem ersten Armelement (311) befestigt ist, wobei das erste Armelement (311) ein Tragflächenprofil (Q311) hat, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Armelement (311) abgeschrägt gegenüber der vertikalen Welle (2) ist, und daß das erste Armelement (311) und das zweite Armelement (312) einstückig. ausgebildet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen durch Windkraft antreibbaren Rotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Es sind bereits durch Windkraft antreibbare Rotoren unterschiedlichster Ausführung bekannt. Derartige Rotoren sind beispielsweise aus US-Patent 4,050,246, DE 35 17 752 C2 , DE 35 29 474 A1 , DE 28 21 899 A1 , DE 33 00 083 A1 , DE 87 01 743 U1 , DE 33 00 049 A1 , DE 37 03 473 A1 , US-Patent 4,329,116, US-Patent 4,082,479, DE 27 57 266 B1 , DE 28 04 919 A1 , US-Patent 4,504,192, US-Patent 3,930,750, US-Patent 4,264,279, US-Patent 4,115032, US-Patent 4,500,257, US-Patent 3,918,839, US-Patent 4,012,163, DE 87 01 224 U1 , US-Patent 4,430,044, US-Patent 5,269,647, WO 84/04362 A1, CD-ROM PAJ Patent Abstracts of Japan, JP 06330843 A und US-Patent 4,525,124 bekannt.
  • Aus dem US-Patent 4,430,044 ist ein Rotor bzw. eine Vertikalwindturbine bekannt, bei der waagerechte erste Rotorarmelemente und an deren Enden senkrecht zu diesen zweite Rotorarmelemente vorgesehen sind. Bei dieser bekannten Anordnung ist es zum Selbstanlaufen des Rotors notwendig, die Ausrichtung der Rotorarmelemente (Rotorblätter) zum Wind verstellbar auszugestalten. Hierzu ist eine aufwendige Steuervorrichtung vorgesehen. Darüber hinaus ist auch noch eine Vorrichtung zur Steuerung des Anstellwinkels der Rotorblätter erforderlich.
  • Aus DE 34 35 458 C2 ist ein durch Windkraft antreibbarer Rotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Der bekannte Rotor weist Rotorarme (8) auf, die horizontal gegenüber einer vertikalen Welle angeordnet sind (11 und 12), wobei die horizontal angeordneten Rotorarme strömungsorientierte Profile oder strömungsneutrale Profile aufweisen. Die Rotorarme können gahetartig ausgebildet sein (14).
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Rotor zu schaffen, der bereits bei vergleichsweise geringen Windgeschwindigkeiten selbstanläuft.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Rotar gelöst, der in den Ansprüchen definiert ist.
  • Die Erfindung ist mit einer Mehrzahl von Vorteilen verbunden. Die abgeschrägte Anordnung des ersten Armelements bildet eine Windangriffsfläche, die das Selbstanlaufen des erfindungsgemäßen Rotors ermöglicht. Der erfindungsgemäße Rotor ist vergleichsweise einfach aufgebaut und benötigt weder eine Steuerungsvorrichtung, mit der die Rotorarme zum Wind ausgerichtet werden müßten, noch benötigt der erfindungsgemäße Rotor eine Vorrichtung zur Steuerung von Anstellwinkeln.
  • Die Rotorarme des erfindungsgemäßen Rotors weisen ein in vergleichsweise einfacher Weise herstellbares Querschnittsprofil auf. Vorzugsweise sind die Querschnittsprofile des ersten und des zweiten Armelements gleichförmig ausgestaltet.
  • Der erfindungsgemäße Rotor, bei dem ein erstes Armelement um etwa 45° gegenüber der vertikalen Rotorwelle abgeschrägt ist, zeichnet sich durch einen besonders hohen Wirkungsgrad sowohl hinsichtlich der Selbstanlaufcharakteristik als auch hinsichtlich der Leistungsaufnahme aus.
  • Der erfindungsgemäße Rotor beginnt bereits bei vergleichsweise geringen Windgeschwindigkeiten von wenigen Metern/Sekunde selbstanzulaufen.
  • Bei vergleichsweise hohen Windgeschwindigkeiten ist der erfindungsgemäße Rotor nicht abzuschalten, weil er sich in seinem Drehmoment selbst stabilisiert.
  • Bei der einstückigen Ausbildung von erstem und zweitem Armelement sind keine besonderen Verbindungselemente vorzusehen, so daß auch insoweit der Rotor in einfacher Weise herstellbar ist und ohne Gefahr mechanischer Probleme entsprechender Verbindungselemente arbeitet.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Rotors besteht darin, daß dieser nahezu geräuschlos arbeitet.
  • Der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Rotors wird noch weiter verbessert, wenn das erste Armelement und/oder das zweite Armelement eine Oberfläche mit aus der Grundfläche vorstehenden Erhebungen aufweist. Diese Erhebungen sind in Draufsicht auf die Oberfläche jeweils von zwei Begrenzungslinien umrandet, von denen die eine Begrenzungslinie länger ist und eine größere Krümmung aufweist als die andere Begrenzungslinie.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben.
  • Es zeigt
  • 1 Seitenansichten eines Rotorarmsystemelements einer bevorzugten ersten und zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors;
  • 2 eine Frontansicht des Rotorarmsystemelements nach 1;
  • 3 eine Rückansicht des Rotorarmsystemelements nach 1;
  • 4 eine Draufsicht eines Rotorarmsystemelements nach 1;
  • 5 Querschnittprofile ausgewählter Bereiche des Rotorarmsystemelements nach 1;
  • 6 und 7 eine Draufsicht und eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Rotors mit zwei Rotorarmsystemelementen;
  • 8 und 9 eine Draufsicht und eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Rotors mit drei Rotorarmsystemelementen;
  • 10 eine Seitenansicht eines Rotorarmsystemelements einer bevorzugten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors; und
  • 11 bis 13 Ausführungsbeispiele einer Oberflächengestaltung eines Rotorarmsystemelements.
  • Der erfindungsgemäße Rotor weist eine vertikale Welle 2 auf, an der ein Rotorarmsystem 3 angeordnet ist. Das Rotorarmsystem 3 kann unterschiedliche Rotorarmsystemelemente aufweisen. 1a zeigt eine Seitenansicht eines Rotorarmsystemelements 31 einer bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors.
  • An der vertikalen Welle 2 ist über eine Nabe radial das Rotorarmsystem 3 befestigt. Wie noch beschrieben wird, weist das Rotorarmsystem 3 mehr als ein Rotorarmsystemelement auf, wie dies beispielhaft in den 6, 7, 8 und 9 dargestellt ist. Mit der Nabe und der vertikalen Welle 2 kann in üblicher Weise ein in der 1 nicht dargestellter Generator zur Stromerzeugung und/oder ein Windmeßgerät verbunden sein.
  • In 1a ist lediglich ein Rotorarmsystemelement 31 dargestellt. Dieses Rotorarmsystemelement 31 besteht aus einem ersten Armelement 311 und aus einem zweiten Armelement 312. Das zweite Armelement 312, das wie das erste Armelement 311 eine langgestreckte Form hat, ist vorzugsweise in seinem Mittelbereich an dem ersten Armelement 311 in der Weise angeordnet, daß sich das zweite Armelement 312 beidseitig des ersten Armelements 311 erstreckt und somit zwei freie Enden aufweist. Die Länge des zweiten Armelements 312 unterhalb des ersten Armelements 311 kann auch ungleich der Länge des zweiten Armelements 312 oberhalb des ersten Armelements 311 sein.
  • Das erste Armelement 311 ist bei der in 1a dargestellten Ausführungsform nach oben gegenüber der vertikalen Welle 2 bzw. der Drehachse des Rotors abgeschrägt ausgebildet. Das abgeschrägte erste Armelement 311, das wie noch beschrieben wird, ein Tragflächenprofil aufweist, bietet eine Windangriffsfläche und ermöglicht das Selbstanlaufen des Rotors. Diese Windangriffsfläche ist gegenüber Rotoren nach dem Stand der Technik größer, bei denen anstelle des ersten aerodynamisch wirksamen Armelements 311 lediglich aerodynamisch praktisch nicht wirksame Streben oder Stützen für ein senkrecht angeordnetes Rotorblatt vorgesehen sind.
  • Der Bereich des Winkels α zwischen vertikaler Welle 2 und erstem Armelement 311 wird in Abhängigkeit einer vorgebbaren Selbstanlaufcharakteristik des Rotors etwa 110° bis 170° gewählt; vorzugsweise ist α gleich 135°.
  • Das erste Armelement 311 kann jedoch auch nach unten abgeschrägt gegenüber der vertikalen Welle 2 bzw. der Drehachse des Rotors ausgebildet sein. In diesem Fall beträgt vier Bereich des Winkels α zwischen vertikaler Welle 2 und erstem Armelement 311 etwa 20° bis 80°; vorzugsweise ist in diesem Fall α gleich 45°. Auch in diesem Fall bietet das abgeschrägte erste Armelement 311 eine Windangriffsfläche und ermöglicht das Selbstanlaufen des Rotors.
  • Das zweite Armelement 312 ist um einen Winkel β ungleich 90° gegen das erste Armelement 311 abgeschrägt. Für den Fall, daß das erste Armelement gegenüber der vertikalen Welle nach oben abgeschrägt ist, beträgt der Bereich des Winkels β zwischen erstem Armelement 311 und zweiten Armelement 312 vorzugsweise gleich 135°, so daß das zweite Armelement 312 in etwa parallel zu der vertikalen Welle 2 angeordnet ist. Für den Fall, daß das erste Armelement gegenüber der vertikalen Welle nach unten abgeschrägt ist, beträgt der Bereich des Winkels β zwischen erstem Armelement 311 und zweiten Armelement 312 vorzugsweise gleich 45°, so daß das zweite Armelement 312 auch in diesem Fall in etwa parallel zu der vertikalen Welle 2 angeordnet ist.
  • Das zweite Armelement 312 kann aber auch nicht parallel zu der vertikalen Welle 2 angeordnet sein. Diese Anordnung ist in 1b beispielhaft dargestellt. Dabei besteht das zweite Armelement 312 aus zwei Winkelschenkeln 3121, 3122, die an ihrem Verbindungspunkt an dem ersten Armelement 311 angeordnet sind, und zwar an dem der vertikalen Welle 2 abgewandten Ende. Die Winkelschenkel 3121, 3122 haben einen Öffnungswinkel γ, der kleiner als 180° ist.
  • Bei dem in 1a dargestellten Ausführungsbeispiel sind das erste Armelement 311 und das zweite Armelement 312 einstückig ausgebildet. Weiterhin sind auch die vertikale Welle 2 bzw. die Nahe und das erste Armelement 311 einstückig ausgebildet, so daß im vorliegenden Fall die Welle 2 bzw. die Nabe, erstes Armelement 311 und zweites Armelement 312 einstückig ausgebildet sind. Die einstückige Ausbildung von vertikaler Welle 2 und erstem Armelement 311 bzw. von erstem und zweiten Armelement zeichnet sich durch eine vergleichsweise hohe mechanische Stabilität der Rotoranordnung aus.
  • Die Länge des ersten Armelements 311 und die Länge des zweiten Armelements 312 werden in Abhängigkeit der am Einsatzort des Rotors herrschenden Windverhältnisse und der gewünschten Leistungsaufnahme des Rotors gewählt.
  • Das erste Armelement 311 und/oder das zweite Armelement 312 können einen hohlen Innenraum aufweisen. Die Armelemente 311, 312 können auch nur zum Teil hohl ausgestaltet sein und mehrere Hohlräume aufweisen. Damit wird ein vergleichsweise geringes Gesamtgewicht der Rotoranordnung erzielt.
  • 2 zeigt eine Frontansicht (vgl. den in 1 von rechts nach links weisenden Pfeil I) des in 1 dargestellten Rotorarmsystemelements 31 mit dem ersten Armelement 311, dem zweiten Armelement 312 und der vertikalen Welle 2. Das erste Armelement 311 verjüngt sich zu seiner der Drehachse abgewandten Seite, also zu dem Bereich, an dem das zweite Armelement 312 angeordnet ist. Das zweite Armelement 312 hat in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine langgestreckte, im wesentlichen rechteckige Form; alternativ hierzu kann sich das zweite Armelement 312 zu seinen zwei äußeren Bereichen (in 1: oben und unten) verjüngen.
  • 3 zeigt eine Rückansicht (vgl. den in 1 von links nach rechts weisenden Pfeil II) des in 1 dargestellten Rotorarmsystemelements 31 mit dem ersten Armelement 311, dem zweiten Armelement 312 und der vertikalen Welle 2.
  • Die sich verjüngende Ausformung des ersten Armelements 311 ist auch in der Draufsicht des Rotorarmsystemelements in 4 dargestellt. 4 zeigt oben rechts das Querschnittsprofil des zweiten Armelements 312 in vergrößerter Darstellung.
  • 5a zeigt ein Beispiel eines Querschnittsprofils des zweiten Armelements 312 und 5b zeigt ein Beispiel eines Querschnittsprofils des ersten Armelements 311. Das Querschnittsprofil Q311 des ersten Armelements 311 (Schnitt B-B in 3) und das Querschnittsprofil Q312 des zweiten Armelements 312 (Schnitt A -A in 3) haben eine (bezüglich jeweils einer in 5a und 5b eingezeichneten horizontalen Mittellinie) symmetrische Querschnittsprofilfläche QF311, QF312. Die Querschnittsprofile Q311, Q312 sind Tragflächenprofile.
  • Das Querschnittsprofil Q311 des ersten Armelements 311 und das Querschnittsprofil Q312 des zweiten Armelements 312 sind insbesondere gleichförmig, wie dies beispielhaft anhand von 5a und 5b gezeigt ist. Die Querschnittsprofilfläche QF311 des ersten Armelements 311 ist größer als die Querschnittsprofilfläche QF312 des zweiten Armelements 312.
  • 6 und 7 zeigen in Drauf- und Frontansicht einen Rotor 1 mit einem Rotorarmsystem 3, das aus zwei Rotorarmsystemelementen 31, 32 besteht, die in gleichen Winkelabständen (180°) zueinander angeordnet sind, und 8 und 9 zeigen in Drauf- und Frontansicht einen Rotor 1 mit einem Rotorarmsystem 3, das aus drei Rotorarmsystemelementen 31, 32, 33 besteht, die in gleichen Winkelabständen (120°) zueinander angeordnet sind.
  • Die Rotorarmsystemelemente 31, 32 und 33 weisen jeweils ein erstes Armelement 311, 321, 331 und ein zweites Armelement 312, 322, 332 auf, die vorzugsweise in gleicher Weise ausgestaltet sind.
  • Bei dem in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind das erste Armelement 311 und das zweite Armelement 312 so angeordnet, daß die spitz zulaufende Querschnittsprofilfläche (rechts in den 5a und 5b) in 6 nach oben weisen (siehe die separate Darstellung der Querschnittsprofilfläche des zweiten Armelements 312 rechts in 6), während das erste Armelement 321 und das zweite Armelement 322 so angeordnet sind, daß die spitz zulaufende Querschnittsprofilfläche (rechts in den 5a und 5b) in 6 nach unten weisen. (siehe die separate Darstellung der Querschnittsprofilfläche des zweiten Armelements 322 links in 6).
  • Bei dem in den 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ersten Armelemente 311, 321, 331 und die zweiten Armelemente 312, 322, 332 in entsprechender Weise ausgebildet. Die Ausgestaltung der Querschnittsprofilfläche der zweiten Armelemente 312, 322 und 332 ist in 8 separat in vergrößertem Maßstab dargestellt.
  • 10 zeigt eine Seitenansicht eines Rotorarmsystemelements 31 einer bevorzugten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors. An der vertikalen Welle 2 ist über eine Nabe radial das Rotorarmsystem 3 befestigt. Das Rotorarmsystemelement 31 besteht aus einem ersten Armelement 311 und aus einem zweiten Armelement 312. Das zweite Armelement 312, das wie das erste Armelement 311 eine langgestreckte Form hat, ist an einem seiner Enden an dem ersten Armelement 311 angeordnet. Das zweite Armelement 312 ist also an einem seiner Enden mit dem ersten Armelement 311 so verbunden, daß das zweite Armelement 312 ein freies Ende (oben in 10) aufweist.
  • Das erste Armelement 311 ist bei der in 10 dargestellten Ausführungsform ebenfalls nach oben gegenüber der vertikalen Welle 2 bzw. der Drehachse des Rotors abgeschrägt ausgebildet. Die Dimensionierung der Winkel α und β (1a) sowie die weitere Ausgestaltung des Rotorarmsystemelements 31, insbesondere die Querschnittsprofile können der Ausgestaltung des Rotorarmsystemelements entsprechen, das in den 1a und 1b dargestellt ist.
  • Während das Rotorarmsystemelement 31, das in 1 dargestellt ist, aufgrund der vergleichsweisen großen Fläche des zweiten Armelements 312 eine vergleichsweise große Rotorfläche aufweist, zeichnet sich das in 10 dargestellte Rotorarmsystemelement mit seiner vergleichsweise kleinen Fläche des zweiten Armelements 312 durch geringeren Materialverbrauch, geringeres Gewicht auch dadurch aus, daß die gesamte Fläche des zweiten Armelements 312 praktisch unbeeinflußt durch das erste Armelement 311 zu der Drehbewegung des Rotors beiträgt. Demgegenüber verdeckt bei der in 1 dargestellten Ausführungsform des Rotorarmsystemelements 31 das erste Armelement 311 einen Teil des zweiten Armelements 312 (unterer Teil des zweiten Armelements 312), so daß dieser Teil des zweiten Armelements nur eingeschränkt zu der Drehbewegung des Rotors beiträgt. Andererseits verdeckt dieser (untere) Teil des zweiten Armelements das erste Armelement, so daß insoweit die Selbstanlaufwirkung geringfügig reduziert wird. Andererseits ermöglicht die vergleichsweise große Rotorfläche des Rotors nach 1 eine vergleichsweise große Leistungsaufnahme im eingeschwungenen Betrieb.
  • 11 zeigt in Draufsicht (11a) und Querschnitt (11b) eine Ausgestaltung der Oberfläche 12 des ersten Armelements 311 und/oder des zweiten Armelements 312, wobei das erste bzw. das zweite Armelement 311, 312 eine andere als die in 11a dargestellte Form haben kann.
  • Diese Ausgestaltung der Oberfläche ist aus der Internationalen Patentanmeldung WO 95/11388 A1 des Erfinders der vorliegenden Anmeldung an sich bekannt. Die Oberfläche 12 weist aus der Rotorarmgrundfläche 16 vorstehende Erhebungen 14 auf. Die Erhebungen sind in Draufsicht auf die Oberfläche jeweils von zwei Begrenzungslinien 18 und 20 umrandet, von denen die eine, nach außen gekrümmte Begrenzungslinie 18 länger ist und eine größere Krümmung aufweist als die andere, gerade verlaufende Begrenzungslinie 20, so daß sich die Querschnittsfläche eines Tragflügels ergibt. Die Begrenzungslinien 20 sind zum Beispiel senkrecht zu einem vorderen Begrenzungsrand 22 des ersten bzw. zweiten Armelements 311, 312 ausgerichtet.
  • Wie 12a zeigt, sind die Erhebungen 14 beispielsweise derart nebeneinander angeordnet, daß jeweils neben einer Begrenzungslinie 18 mit größerer Krümmung einer Erhebung eine Begrenzungslinie mit kleinerer Krümmung einer folgenden Erhebung liegt. Mehrere Erhebungen können hintereinander in Reihe angeordnet sein, wobei mehrere Reihen 24, 26 von Erhebungen nebeneinander liegen können. Dabei können in den durch die Erhebungen gebildeten Reihen die jeweilige Begrenzungslinie mit größerer Krümmung der hintereinander liegenden Erhebungen in einer Richtung gerichtet sein. Die Begrenzungslinie mit größerer Krümmung der hintereinander liegenden Erhebungen kann auch jeweils abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen weisen.
  • Wie 12b zeigt, kann die Höhe der Erhebungen bei nebeneinander angeordneten Reihen von Erhebungen unterschiedlich sein, ebenso kann die Höhe der Erhebungen von hintereinander angeordneten Erhebungen unterschiedlich sein.
  • Die Erhebungen können zu ihrem von der Grundfläche wegweisenden Ende hin gekrümmt sein.
  • Die Oberfläche der Erhebungen, welche der Grundfläche gegenüberliegt, verläuft parallel zur Grundfläche oder ist schräg zur Grundfläche angestellt, während die seitlichen Begrenzungsflächen der Erhebungen jeweils senkrecht zur Grundfläche ausgerichtet sind. Weiterhin kann, wie in den 13a und 13b dargestellt, die Oberfläche vergleichsweise hohe Erhebungen 14' aufweisen, die eine Grobstruktur bilden, wobei auf dieser Grobstruktur vergleichsweise niedrige Erhebungen 14'' ausgebildet sein können, die eine Feinstruktur bilden.
  • Bei den dargestellten Ausführungsformen, bei denen die vertikale Welle 2 einstückig mit dem Rotorarmsystem 3 ausgebildet ist, kann ein Drehlager im Boden gekapselt sein. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise vor Witterungseinflüssen geschützt.
  • Der Rotor kann beispielsweise auf einem Gebäude, auf einem Mast, der gegebenenfalls durch Halteseile abgespannt ist, und/oder auf einem Schwimmkörper angeordnet sein.
  • Die vertikale Weile 2, das erste Armelement 311 und/oder das zweite Armelement 312 bestehen aus Kunststoff, insbesondere Verbundwerkstoff Eine bevorzugte Ausführungsform des Rotors besteht aus glasfaserverstärktem Verbundwerkstoff GFK oder aus karbonfaserverstärktem Verbundwerkstoff CFK. Weiterhin kann der Rotor aus Holz und/oder aus Metall bestehen.
  • Der Rotor kann aus vorgefertigten Teilen bestehen, die am Einsatzort in einer vergleichsweise kurzen Zeit zusammengefügt werden.

Claims (18)

  1. Durch Windkraft antreibbarer Rotor (1) mit vertikaler Welle (2) und einem Rotorarmsystem (3), das radial an der vertikalen Welle (2) befestigt ist, wobei das Rotararmsystem (3) mehr als ein Rotorarmsystemelement (31, ...) aufweist, und wobei das Rotorarmsystemelement (31) aus einem an der vertikalen Welle (2) befestigten ersten Armelement (311) und aus einem zweiten Armelement (312) langgestreckter Form besteht, das an dem ersten Armelement (311) befestigt ist, wobei das erste Armelement (311) ein Tragflächenprofil (Q311) hat, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Armelement (311) abgeschrägt gegenüber der vertikalen Welle (2) ist, und daß das erste Armelement (311) und das zweite Armelement (312) einstückig. ausgebildet sind.
  2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Welle (2) einstückig mit dem ersten und dem zweiten Armelement (312) ausgebildet sind.
  3. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Armelement (312) aus zwei Winkelschenkeln (3121, 3122) besteht, die an ihrem Verbindungspunkt an dem der vertikalen Welle (2) abgewandten Ende des ersten Armelements (311) angeordnet sind, und daß die Winkelschenkel (3121, 3122) einen Öffnungswinkel haben, der gleich oder kleiner als 180° ist.
  4. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Armelement (312) in seinem Mittelbereich mit dem ersten Armelement (311) so verbunden ist, daß das zweite Armelement (312) zwei freie Enden aufweist.
  5. Rotor nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Armelement (312) an einem seiner Enden mit dem ersten Armelement (311) so verbunden ist, daß das zweite Armelement (312) ein freies Ende aufweist.
  6. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Armelement (311) ein erstes Querschnittsprofil (Q311) und das zweite Armelement (312) ein zweites Querschnittsprofil (Q312) aufweist, und daß das erste und das zweite Querschnittsprofil (Q311, Q312) gleichförmig sind.
  7. Rotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Querschnittsprofil (Q311) eine Fläche (QF311) hat, die größer als die Fläche (QF312) des zweiten Querschnittsprofils (Q312) ist.
  8. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Armelement (311) in einem Winkelbereich von etwa 20° bis etwa 80° gegen die vertikale Welle (2) nach oben oder nach unten abgeschrägt ist.
  9. Rotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Armelement (311) um einen Winkel (α) von etwa 45° gegen die vertikale Welle (2) nach oben oder nach unten abgeschrägt ist.
  10. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Armelement (312) um einen Winkel (β) ungleich 90° gegen das erste Armelement (311) abgeschrägt ist.
  11. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Armelement (312) nicht parallel zu der vertikalen Welle (2) angeordnet ist.
  12. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das erste Armelement (311) zu seiner der vertikalen Welle (2) abgewandten Seite verjüngt.
  13. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Armelement (311) und/oder das zweite Armelement (312) einen hohlen Innenraum aufweist.
  14. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorarmsystem (3) aus zwei oder drei Rotorarmsystemelementen (31, 32, 33) besteht, die in gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sind.
  15. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Armelement (311) und/oder das zweite Armelement (312) eine Oberfläche mit aus der Grundfläche vorstehenden Erhebungen (14) aufweist, daß die Erhebungen in Draufsicht auf die Oberfläche jeweils von zwei Begrenzungslinien (18, 20) umrandet sind, von denen die eine Begrenzungslinie (18) länger ist und eine größere Krümmung aufweist als die andere Begrenzungslinie (20).
  16. Rotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (14) derart nebeneinander angeordnet sind, daß jeweils neben einer Begrenzungslinie (18) mit größerer Krümmung einer Erhebung eine Begrenzungslinie (20) mit kleinerer Krümmung einer folgenden Erhebung liegt.
  17. Rotor nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (14) zu ihrem von der Grundfläche (16) wegweisenden Ende hin gekrümmt sind.
  18. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Armelement (311) und/oder das zweite Armelement (312) aus Kunststoff aus Verbundwerkstoff, aus Holz und/oder aus Metall besteht.
DE19835958A 1998-08-08 1998-08-08 Durch Windkraft antreibbarer Rotor Expired - Fee Related DE19835958B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19835958A DE19835958B4 (de) 1998-08-08 1998-08-08 Durch Windkraft antreibbarer Rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19835958A DE19835958B4 (de) 1998-08-08 1998-08-08 Durch Windkraft antreibbarer Rotor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19835958A1 DE19835958A1 (de) 2000-02-17
DE19835958B4 true DE19835958B4 (de) 2004-12-02

Family

ID=7876919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19835958A Expired - Fee Related DE19835958B4 (de) 1998-08-08 1998-08-08 Durch Windkraft antreibbarer Rotor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19835958B4 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202007010873U1 (de) * 2007-08-03 2007-10-04 Fiber-Tech Products Gmbh Windkraftmaschine
US9297359B1 (en) * 2012-01-19 2016-03-29 Dennis Alan Liljegren Pitch control assembly for vertical axis wind turbine

Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3918839A (en) * 1974-09-20 1975-11-11 Us Energy Wind turbine
US3930750A (en) * 1974-04-08 1976-01-06 Schultz Wilderich C Wind power plant
US4012163A (en) * 1975-09-08 1977-03-15 Franklin W. Baumgartner Wind driven power generator
US4050246A (en) * 1975-06-09 1977-09-27 Gaston Bourquardez Wind driven power system
US4082479A (en) * 1975-09-25 1978-04-04 Canadian Patents And Development Limited Overspeed spoilers for vertical axis wind turbine
US4115032A (en) * 1977-03-07 1978-09-19 Heinz Lange Windmill rotor
DE2757266B1 (de) * 1977-12-22 1978-11-02 Dornier Gmbh Windturbinenanlage mit Hauptrotor und einem oder mehreren Anlaufhilferotoren
DE2804919A1 (de) * 1978-02-06 1979-09-13 Heinz Lange Windkonverter mit vertikaler achse
DE2821899A1 (de) * 1978-05-19 1979-11-22 Erich Herter Windturbine
US4264279A (en) * 1978-05-12 1981-04-28 Dereng Viggo G Fixed geometry self starting transverse axis wind turbine
US4329116A (en) * 1978-10-06 1982-05-11 Olle Ljungstrom Wind turbine of cross-flow type
DE3300049A1 (de) * 1983-01-03 1983-07-14 Wilhelm Dr. 7750 Konstanz Reimann Windkreisel, ein windenergiekonverter mit vertikaler achse fuer alle groessen bis in den 100 mw-bereich
US4430044A (en) * 1981-11-23 1984-02-07 Liljegren L Kenyon Vertical axis wind turbine
DE3300083A1 (de) * 1983-01-04 1984-07-26 Erich Herter Turbine zur umsetzung von insbesondere windenergie
WO1984004362A1 (en) * 1983-04-27 1984-11-08 Gyula Vari Wind driven power source
US4500257A (en) * 1983-02-24 1985-02-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Wind turbine spoiler
US4504192A (en) * 1983-09-15 1985-03-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Jet spoiler arrangement for wind turbine
US4525124A (en) * 1982-06-07 1985-06-25 Watson Thomas A Balanced stress vertical axis wind turbine
DE3529474A1 (de) * 1985-03-19 1986-10-02 Yum Nak Ginowan Okinawa In Zusammenlegbare vertikalwindmuehle
DE3517752C2 (de) * 1985-05-17 1987-05-27 Erich 8011 Heimstetten De Herter
DE8701224U1 (de) * 1987-01-27 1987-05-27 Reiff, Harro, 8963 Waltenhofen, De
DE3435458C2 (de) * 1984-09-27 1988-03-03 Erich Herter
DE8701743U1 (de) * 1987-02-05 1988-06-09 Alpha Real Ag, Zuerich, Ch
DE3703473A1 (de) * 1987-02-05 1988-08-18 Alpha Real Ag Rotor fuer eine vertikalwellen-windturbine
US5269647A (en) * 1988-10-03 1993-12-14 Josef Moser Wind-powered rotor

Patent Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3930750A (en) * 1974-04-08 1976-01-06 Schultz Wilderich C Wind power plant
US3918839A (en) * 1974-09-20 1975-11-11 Us Energy Wind turbine
US4050246A (en) * 1975-06-09 1977-09-27 Gaston Bourquardez Wind driven power system
US4012163A (en) * 1975-09-08 1977-03-15 Franklin W. Baumgartner Wind driven power generator
US4082479A (en) * 1975-09-25 1978-04-04 Canadian Patents And Development Limited Overspeed spoilers for vertical axis wind turbine
US4115032A (en) * 1977-03-07 1978-09-19 Heinz Lange Windmill rotor
DE2757266B1 (de) * 1977-12-22 1978-11-02 Dornier Gmbh Windturbinenanlage mit Hauptrotor und einem oder mehreren Anlaufhilferotoren
DE2804919A1 (de) * 1978-02-06 1979-09-13 Heinz Lange Windkonverter mit vertikaler achse
US4264279A (en) * 1978-05-12 1981-04-28 Dereng Viggo G Fixed geometry self starting transverse axis wind turbine
DE2821899A1 (de) * 1978-05-19 1979-11-22 Erich Herter Windturbine
US4329116A (en) * 1978-10-06 1982-05-11 Olle Ljungstrom Wind turbine of cross-flow type
US4430044A (en) * 1981-11-23 1984-02-07 Liljegren L Kenyon Vertical axis wind turbine
US4525124A (en) * 1982-06-07 1985-06-25 Watson Thomas A Balanced stress vertical axis wind turbine
DE3300049A1 (de) * 1983-01-03 1983-07-14 Wilhelm Dr. 7750 Konstanz Reimann Windkreisel, ein windenergiekonverter mit vertikaler achse fuer alle groessen bis in den 100 mw-bereich
DE3300083A1 (de) * 1983-01-04 1984-07-26 Erich Herter Turbine zur umsetzung von insbesondere windenergie
US4500257A (en) * 1983-02-24 1985-02-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Wind turbine spoiler
WO1984004362A1 (en) * 1983-04-27 1984-11-08 Gyula Vari Wind driven power source
US4504192A (en) * 1983-09-15 1985-03-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Jet spoiler arrangement for wind turbine
DE3435458C2 (de) * 1984-09-27 1988-03-03 Erich Herter
DE3529474A1 (de) * 1985-03-19 1986-10-02 Yum Nak Ginowan Okinawa In Zusammenlegbare vertikalwindmuehle
DE3517752C2 (de) * 1985-05-17 1987-05-27 Erich 8011 Heimstetten De Herter
DE8701224U1 (de) * 1987-01-27 1987-05-27 Reiff, Harro, 8963 Waltenhofen, De
DE8701743U1 (de) * 1987-02-05 1988-06-09 Alpha Real Ag, Zuerich, Ch
DE3703473A1 (de) * 1987-02-05 1988-08-18 Alpha Real Ag Rotor fuer eine vertikalwellen-windturbine
US5269647A (en) * 1988-10-03 1993-12-14 Josef Moser Wind-powered rotor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CD-ROM PAJ: Patent Abstracts of Japan,JP06330843A *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19835958A1 (de) 2000-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2273101B1 (de) Verfahren zur montage von rotorblättern einer windenergieanlage
EP0364020B1 (de) Windgetriebener Rotor
EP3408533B1 (de) Rotorblatt einer windenergieanlage und windenergieanlage
DE10119428A1 (de) Grundrahmen zur Anordnung der Welle des Rotors einer Windkraftanlage an deren Turm
WO2005078277A2 (de) Rotorblatt einer windenergieanlage
WO2012164045A1 (de) Rotor mit einem gekrümmten rotorblatt für eine windkraftanlage
EP3807525B1 (de) Windkraftanlage mit vertikaler drehachse des rotors und schwimmender windpark mit mehreren solcher windkraftanlagen
EP2840255B1 (de) Rotorflügelprofil fur eine Windturbine
EP1269016A1 (de) Turm für windenergieanlagen
DE19835958B4 (de) Durch Windkraft antreibbarer Rotor
DE3018211C2 (de) Windrad
DE3045826A1 (de) Windkraftanlage
EP3844384A1 (de) Rotorblatt, windenergieanlage und verfahren zum optimieren einer windenergieanlage
DE102012107250B4 (de) Rotor einer vertikalachsigen Windkraftanlage
DE102018117398A1 (de) Rotorblatt für eine Windenergieanlage und Windenergieanlage
EP3969743A1 (de) Rotorblatt und windenergieanlage
EP3464892B1 (de) Windenergieanlage mit turm mit aerodynamischem profil
AT524437B1 (de) Vertikalachsen-windturbine
WO2018007403A1 (de) Rotorblatt und rotor für windkraftanlagen im megawatt-bereich
CH676279A5 (en) Wind-powered current generator - has central hub with diametrically opposing pairs of vanes supported in perpendicular planes
DE102008054126A1 (de) Rotor für eine Windkraftanlage
DE3703473A1 (de) Rotor fuer eine vertikalwellen-windturbine
DE10344674B4 (de) Strömungskraftmaschine/Strömungserzeugungsma- schine
EP4321749A1 (de) Windenergieanlage und dazugehöriger vortex-generator
EP3470668A1 (de) Windkraftanlage zur umwandlung von windenergie in mechanische und elektrische energie sowie land- oder wasserfahrzeug mit einer solchen windkraftanlage als antrieb

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee