DE9419112U1

DE9419112U1 - Rotorvorrichtung für eine Windkraftanlage

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Publication number: DE9419112U1
Application number: DE9419112U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2004-11-30

Description

Rotorvorrichtung für eine Windkraftanlage

Die Erfindung betrifft eine Rotorvorrichtung für eine Windkraftanlage.

Windkraftanlagen, auch Windenergieanlagen genannt, dienen zur Stromerzeugung. Das bei der Stromerzeugung verwendete Medium Luft ist ein regeneratives Medium, das im Unterschied zu fossilen Brennstoffen bei der Stromerzeugung nicht verbraucht
wird.

STAND DER TECHNIK

Windkraftanlagen bestehen aus einem turmartigen Ständer, auf dessen Spitze ein mit im allgemeinen drei Rotorblättern versehener Rotor angeordnet ist. Der Rotor ist seinerseits zusätzlich um eine Vertikale drehbar gelagert, um wechselnden Windgeschwindigkeiten richtungsmäßig folgen zu können. Seine Rotorblätter können luvseitig oder leeseitig vorhanden sein.

Die Leistung einer Windkraftanlage hängt unter anderem vom
Rotordurchmesser, der Anzahl seiner Rotorblätter und der
Windgeschwindigkeit ab. Eine Vergrößerung des Rotordurchmessers oder der Blattzahl ist bei den vorhandenen Windkraftanlagen kaum mehr möglich. Auch die Windgeschwindigkeit läßt
sich nicht steuern. So sinkt beispielsweise die Leistungsab-

nähme bei Windgeschwindigkeiten etwa unterhalb 10 bis 15 Metern pro Sekunde (m/sec) stark ab.

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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Windkraftanlage anzugeben.

Diese Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gegeben. Die Erfindung zeichnet sich für die Rotorvorrichtung einer Windkraftanlage dementsprechend dadurch aus, daß zwei Rotoren mit gegenläufiger Drehrichtung angeordnet werden. Die dadurch mögliche Verdoppelung der Blattfläche der Rotorvorrichtung ergibt eine größere "Erntefläche" gegenüber einer vergleichbaren Windkraftanlage. Dadurch läßt sich der Wirkungsgrad beziehungsweise Nutzungsgrad einer solchen Windkraftanlage vergrößern. Dies gilt insbesondere für kleinere Windkraftanlagen, sogenannte Schnelläufer.

Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, die beiden Rotoren über ein Getriebe so miteinander zu koppeln, daß ihre Drehachsen ineinanderfallen. Dabei können ihre beiden Drehachsen in eine gemeinsame Abtriebswelle einmünden. Dadurch läßt sich eine Ungleichförmigkeit des Antriebs, hervorgerufen durch jeweils einen Rotor, positiv beeinflussen. Die Schallemission kann dadurch vermindert werden, was für eine umweltfreundliche Akzeptanz einer Windkraftanlage bedeutsam ist.

Eine Vergrößerung der Nennleistung läßt sich ferner dadurch erzielen, daß erfindungsgemäß mehrere derartige Rotorvorrichtungen hintereinander angeordnet werden. So können eine erste, zwei gegenläufige Rotoren aufweisende Rotorvorrichtung luvseitig und eine entsprechend weitere Rotorvorrichtung leeseitig an einer Windkraftanlage vorhanden sein. Die jeweils luvseitig und leeseitig vorhandene Rotorvorrichtung kann ein gemeinsames Drehlager besitzen, so daß eine derartige Windkraftanlage auf einem turmartigen Ständer vorgesehen werden kann.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind den in den Ansprüchen weiter angegebenen Merkmalen sowie den nachstehenden Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung ist im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellen Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematisierte, perspektivische Teileinsicht einer Rotorvorrichtung für eine Windkraftanlage nach der Erfindung.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Von einer Windkraftanlage 10 ist in Fig. 1 ihre Rotorvorrichtung 12 dargestellt. Die Rotorvorrichtung besitzt zwei Rotoren 14, 16. Der Rotor 14 ist drehfest mit einer Welle 18 verbunden, an deren vorderen Ende ein, oder wie im vorliegenden Beispielsfall zwei Rotorblätter 20 drehfest angebracht sind. Statt der beiden Rotorblätter können auch beispielsweise drei Rotorblätter vorgesehen werden. Sobald die Rotorblätter 20 infolge einer Windströmung (Pfeil 22) angeströmt werden, rotieren sie im vorliegenden Beispielsfall im Uhrzeigersinn (Pfeil 24) , so daß über die im gleichen Drehsinn rotierende Welle 18 auch der Rotor 14 im Uhrzeigersinn in Umdrehung versetzt wird. Der Rotor 14 ist drehfest mit einer Abtriebswelle 26 verbunden.

Die Welle 18 ist von einer Hohlwelle 2 8 umgeben, die mit einem weiteren Rotor 16 fest verbunden ist. An ihrem anderen Ende trägt die Hohlwelle 28 zwei Rotorblätter 30. Ebenso wie bei den Rotorblättern 20 können auch die Rotorblätter 30 zu dritt vorhanden sein. Die Rotorblätter 30 sind so geformt, daß sie im Gegenuhrzeigersinn (Pfeil 32) bei gleicher An-

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strömrichtung (Pfeil 22) rotieren. Die Rotorblätter 20 und
die Rotorblätter 30 besitzen damit unterschiedliche Drehrichtungen.

Die beiden Rotoren 14, 16 sind über mehrere Zahnritzel 34 gegenläufig miteinander verbunden. Die Zahnritzel 34 sind über Drehlager 36 in einem Gehäuse 38 der Windkraftanlage 10 gehalten. Über nicht dargestellte Drehantriebe läßt sich das
Gehäuse 38 beziehungsweise die in ihm senkrecht angeordnete Welle 40 des oberen Lagers 36 und des unteren Lagers 36.1
entsprechend der Drehrichtung des anströmenden Windes (Pfeil 22) verstellen.

Ein die Windkraftanlage 10 anströmender Wind (Pfeil 22) läßt die Rotorblätter 20 im Uhrzeigersinn und die Rotorblätter 30 im Gegenuhrzeigersinn sich drehen. Die mit unterschiedlicher Drehrichtung jeweils sich drehenden Wellen 18, 28 bewirken
infolge ihrer getriebemäßigen Kupplung über die Zahnräder 34 eine Rotation der Abtriebswelle 26 im Uhrzeigersinn 24. Über eine Drehwelle 40 kann die Rotorvorrichtung 12 der wechselnden Windrichtung nachfolgen.

Die Windkraftanlage 10 kann beispielsweise auf der Spitze eines Mastes angebracht sein kann.
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Claims

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ANSPRÜCHE

01) Rotorvorrichtung für eine Windkraftanlage, dadurch gekennzeichnet, daß - zwei Rotoren (14, 16) mit gegenläufiger Drehrichtung vorhanden sind.

02) Rotorvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß - die beiden Rotoren (14, 16) über ein Getriebe (34) so miteinander verkuppelbar sind, daß ihre Drehachsen ineinanderfallen.

03) Rotorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

- beide Rotoren (14, 16) eine gemeine Abtriebswelle (26) besitzen.

04) Rotorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- die von ihren rotierenden Rotorblättern (20, 30) jeweils bewirkten Drehmomente in etwa gleich groß sind und sich addieren.

05) Rotorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Getriebe mehrere Zahnritzel (34) besitzt,

- diese Zahnritzel (34) sowohl mit dem einen (14) als auch mit dem anderen Rotor (16) in kämmendem Eingriff stehen,

- an der Antriebswelle (18) des ersten Rotors (14) ein erster Satz Rotorblätter (20) fest angebracht sind,

- an dem anderen Rotor (16) eine die Antriebswelle (18) umgebende Hohlwelle (28) vorhanden ist, an der ein zweiter Satz Rotorblätter (30) fest angebracht sind.