WO2012061858A2 - Wind turbine - Google Patents

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WO2012061858A2
WO2012061858A2 PCT/AT2011/050022 AT2011050022W WO2012061858A2 WO 2012061858 A2 WO2012061858 A2 WO 2012061858A2 AT 2011050022 W AT2011050022 W AT 2011050022W WO 2012061858 A2 WO2012061858 A2 WO 2012061858A2
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Alois Penz
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Definitions

  • the invention relates to a wind turbine with a Aufwindkamin and with a surrounding the chimney ring of flow channels between radially extending to the chimney, a support ring for the updraft chimney receiving support walls.
  • Wind turbines with a Aufwindkamin exploit the density difference between cold and heated air in order to use the kinetic energy of the resultant by the density difference in Aufwindkamin flow for driving at least one wind turbine.
  • the updraft chimney is surrounded by a collector space in which the air is heated via the translucent collector roof with the aid of solar energy.
  • additional heat sources for example, the waste heat from industrial plants and incinerators, for the heating of the air in the collector space, so that, if appropriate, the wind power tan could also be operated during the night hours.
  • the invention is therefore based on the object, a wind turbine of the type described with relatively simple design means so that the air for the updraft flow in the heat exchange with a heat transfer medium can be heated as evenly as possible without increasing the flow resistance unnecessarily.
  • the invention achieves the stated object in that the flow channels have heat exchangers which comprise an upper distributor line and a lower collector line for a heat carrier and heat exchanger lines connected in parallel between the distributor line and the collecting line in the flow path of the flow channels.
  • the partial flows of the updraft flow guided through the ring of flow channels into the updraft stack can be uniformly heated with a comparatively simple design effort if these partial streams flow past the parallel-connected heat exchanger lines provided in the flow path of the flow channels, so that the from the distribution line via the heat exchanger lines to Manifold flowing heat carrier can give off its heat to the passing air.
  • the heat exchangers used Due to the distribution density of the parallel heat exchanger lines, the heat exchangers used can be adapted to the design parameters easily. Particularly simple construction conditions arise when the distribution lines and the manifolds of the individual flow channels associated heat exchangers are joined together to form a flow and a return for the heat transfer ring channels. In this case, the individual flow channels associated heat exchanger need not be separately connected to the respective heat sources.
  • the annular channel for the distribution line can be advantageously performed along the support ring for the updraft chimney, so unnecessary for such an annular channel otherwise required, separate supporting structures.
  • the heat exchanger lines which are connected in parallel between the distribution and collecting lines can pass through the flow channels, wherein the additional flow resistance caused by the heat exchanger lines can be limited by a flow-favorable cross-sectional shape of the heat exchanger lines.
  • the flow guide baffles as a carrier for heat exchanger lines, which brings particularly favorable conditions for the heat exchange with it when the baffles of these baffles made of a good heat conducting material and heat conductively connected to the heat exchanger lines, so that these baffles can be used as additional heat exchanger surfaces.
  • the flow channels have guide walls for the flow deflection, at least one of these guide walls can be provided with heat exchanger lines running in the direction of flow.
  • FIG. 1 is a Windkraf tan invention according to sections in the region of a flow channel in a schematic axial section
  • FIG. 3 a of FIG. 1 corresponding representation of a design variant of a wind turbine according to the invention
  • Fig. 4 is a corresponding to FIG. 3 representation of another embodiment of a wind turbine according to the invention.
  • a Traumwindkamin 1 is provided, which rests on a supported by radial support walls 2 support ring 3, which preferably forms a load-bearing vault between the individual support walls 2.
  • the radial support walls 2 include between them flow channels 4, which are bounded below by a bottom 5 and above by a ceiling 6. These flow channels form a streamlined, nozzle-like inlet and a diffuser-like outlet for each provided in the individual flow channels 4, axially flowed through the wind turbine 7.
  • the wind turbines 7 are supported by radial support 8 on the support walls 2 load-bearing.
  • the flow channels 4 may be provided with corresponding guide walls 9.
  • the individual flow channels 4 associated heat exchanger 10 For heating the flow channels 4 passing through the partial streams of the updraft stream through the updraft chimney 1 are the individual flow channels 4 associated heat exchanger 10, each of which is constructed between a manifold 1 1 and a manifold 12 out parallel heat exchanger conduits 13.
  • This distribution lines 1 1 and manifolds 12 are combined to form annular channels, which are connected to at least one flow 14 and at least one return 15 for a heat transfer medium. Since the heat exchanger lines 13 pass through the flow channels 4 in a distribution that allows a largely uniform heating of the partial flows through the individual flow channels 4, the updraft flow can be advantageously additionally heated via the heated heat carrier to improve the updraft, it is not on the type of heat source arrives.
  • the wind power plant according to FIG. 3 does not show wind turbines 7 assigned to the individual flow channels 4, but rather a wind turbine 16 which is mounted coaxially to the updraft chimney 1 on a flow body 17 and drives a generator 18 ,
  • a wind turbine 16 which is mounted coaxially to the updraft chimney 1 on a flow body 17 and drives a generator 18 .
  • the individual flow channels 4 associated heat exchanger 10 are constructed analogously to the heat exchangers 10 shown in FIGS. 1 and 2 and are composed of heat exchanger lines 13, which are guided in parallel between a manifold 1 1 and a manifold 12 and the flow channels 4 in one Pass through distribution that allow a substantially uniform heating of flowing through the flow channels 4 partial flows of the updraft flow.
  • FIGS. 4 and 5 show a basic system construction, as it is also apparent from FIG. 3.
  • FIGS. 4 and 5 show heat exchangers 10 laid along guide devices, which in turn comprise an upper distributor line 11, a lower bus line 12 and heat exchangers connected in parallel.
  • shear lines 13 between the distribution and manifolds 1 1, 12 include.
  • the heat exchanger conduits 13 of the one heat exchanger group are laid along one of the guide walls 9 in the flow direction, while the heat exchanger conduits 13 of the other heat exchanger group run along the central, conically tapered flow body 17 for deflecting the radial channel flows into the axial updraft flow.
  • the available heat exchanger surface can be considerably increased by the guide walls 9 or the jacket of the flow body 17 if the guide walls 9 or the jacket of the flow body are made of a good heat-conducting material.
  • heat exchangers 10 of the type shown in FIGS. 1 to 3 can also be used together with heat exchangers 10 according to FIGS. 4 and 5 together in a wind power plant. For reasons of clarity, however, this is not shown in the drawing.

Abstract

The invention relates to a wind turbine comprising a solar updraft chimney (1) and a ring of flow channels (4) surrounding the solar updraft chimney (1), said flow channels extending between support walls (2) that extend radially relative to the solar updraft chimney (1) and that receive a bearing ring (3) for the solar updraft chimney (1). In order to be able to utilize additional heat sources, the flow channels (4) have heat exchangers (10) that comprise an upper distribution conduit (11) and a lower collecting conduit (12) for a heat transfer medium and heat exchanger conduits (13) that are connected in parallel between the distribution conduit (11) and the collecting conduit (12) in the flow path of the flow channels (4).

Description

Windkraftanlaqe  Windkraftanlaqe
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung bezieht sich auf eine Windkraftanlage mit einem Aufwindkamin und mit einem den Aufwindkamin umgebenden Kranz von Strömungskanälen zwischen radial zum Aufwindkamin verlaufenden, einen Tragring für den Aufwindkamin aufnehmenden Stützwänden. The invention relates to a wind turbine with a Aufwindkamin and with a surrounding the chimney ring of flow channels between radially extending to the chimney, a support ring for the updraft chimney receiving support walls.
Stand der Technik State of the art
Windkraftanlagen mit einem Aufwindkamin nützen den Dichteunterschied zwischen kalter und erwärmter Luft aus, um die kinetische Energie der sich durch den Dichteunterschied im Aufwindkamin ergebenden Strömung für den Antrieb wenigstens einer Windturbine zu nützen. Zur Erwärmung der dem Aufwindkamin zuströmenden Luft wird der Aufwindkamin von einem Kollektorraum umschlossen, in dem die Luft über das lichtdurchlässige Kollektordach mit Hilfe der Sonnenenergie erwärmt wird. Es wurde aber auch bereits vorgeschlagen, für die Erwärmung der Luft im Bereich des Kollektorraums zusätzliche Wärmequellen, beispielsweise die Abwärme aus industriellen Anlagen und Verbrennungseinrichtungen, zu nützen, damit gegebenenfalls die Windkraf tan läge auch während der Nachtstunden betrieben werden kann. Zu diesem Zweck ist es bekannt (DE 198 21 659 A1 ), innerhalb des Kollektorraums Wärmetauscher in Form von Rohrschlangen für einen Wärmeträger, vorzugsweise Wasser, vorzusehen, der von einer außerhalb der Windkraftanlage angeordneten Wärmequelle erwärmt wird. Diese Wärmequelle kann auch als zusätzlicher Sonnenkollektor ausgebildet sein (DE 100 23 424 B4). Nachteilig bei diesen bekannten Wärmetauschern ist allerdings, dass sie einen erheblichen Konstruktionsaufwand mit sich bringen, einen erheblichen Strömungswiderstand darstellen und keine gleichmäßige Erwärmung der Luftströmung erlauben. Wind turbines with a Aufwindkamin exploit the density difference between cold and heated air in order to use the kinetic energy of the resultant by the density difference in Aufwindkamin flow for driving at least one wind turbine. In order to heat the air flowing to the updraft chimney, the updraft chimney is surrounded by a collector space in which the air is heated via the translucent collector roof with the aid of solar energy. However, it has also been proposed to use additional heat sources, for example, the waste heat from industrial plants and incinerators, for the heating of the air in the collector space, so that, if appropriate, the wind power tan could also be operated during the night hours. For this purpose it is known (DE 198 21 659 A1), within the collector chamber heat exchanger in the form of coils for a heat transfer medium, preferably water, provide, which is heated by a heat source arranged outside the wind turbine. This heat source can also be designed as an additional solar collector (DE 100 23 424 B4). A disadvantage of these known heat exchangers, however, is that they bring a considerable design effort with them, represent a significant flow resistance and do not allow uniform heating of the air flow.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftanlage der eingangs geschilderten Art mit vergleichsweise einfachen Konstruktionsmitteln so auszugestalten, dass die Luft für die Aufwindströmung im Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger möglichst gleichmäßig erwärmt werden kann, ohne den Strömungswiderstand unnötig zu erhöhen. The invention is therefore based on the object, a wind turbine of the type described with relatively simple design means so that the air for the updraft flow in the heat exchange with a heat transfer medium can be heated as evenly as possible without increasing the flow resistance unnecessarily.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Strömungskanäle Wärmetauscher aufweisen, die eine obere Verteilerleitung und eine untere Sammelleitung für einen Wärmeträger und zwischen der Verteilerleitung und der Sammelleitung parallel geschaltete Wärmetauscherleitungen im Strömungsweg der Strömungskanäle umfassen. The invention achieves the stated object in that the flow channels have heat exchangers which comprise an upper distributor line and a lower collector line for a heat carrier and heat exchanger lines connected in parallel between the distributor line and the collecting line in the flow path of the flow channels.
Zufolge dieser Maßnahme können die durch den Kranz von Strömungskanälen in den Aufwindkamin geführten Teilströme der Aufwindströmung mit einem vergleichsweise einfachen Konstruktionsaufwand einheitlich erwärmt werden, wenn diese Teilströme an den im Strömungsweg der Strömungskanäle vorgesehenen, parallelgeschalteten Wärmetauscherleitungen vorbeiströmen, sodass der von der Verteilerleitung über die Wärmetauscherleitungen zur Sammelleitung strömende Wärmeträger seine Wärme an die vorbeiströmende Luft abgeben kann. Durch die Verteilungsdichte der parallelen Wärmetauscherleitungen lassen sich die eingesetzten Wärmetauscher an die konstruktiv vorgegebenen Parameter ohne weiteres anpassen. Besonders einfache Konstruktionsbedingungen ergeben sich, wenn die Verteilerleitungen und die Sammelleitungen der den einzelnen Strömungskanälen zugehörigen Wärmetauscher zu an einen Vorlauf und einen Rücklauf für den Wärmeträger angeschlossenen Ringkanälen zusammengeschlossen werden. In diesem Fall brauchen die den einzelnen Strömungskanälen zugeordneten Wärmetauscher nicht gesondert mit den jeweiligen Wärmequellen verbunden zu werden. Der Ringkanal für die Verteilerleitung kann dabei vorteilhaft entlang des Tragrings für den Aufwindkamin geführt werden, sodass sich für einen solchen Ringkanal sonst erforderliche, gesonderte Tragkonstruktionen erübrigen. As a result of this measure, the partial flows of the updraft flow guided through the ring of flow channels into the updraft stack can be uniformly heated with a comparatively simple design effort if these partial streams flow past the parallel-connected heat exchanger lines provided in the flow path of the flow channels, so that the from the distribution line via the heat exchanger lines to Manifold flowing heat carrier can give off its heat to the passing air. Due to the distribution density of the parallel heat exchanger lines, the heat exchangers used can be adapted to the design parameters easily. Particularly simple construction conditions arise when the distribution lines and the manifolds of the individual flow channels associated heat exchangers are joined together to form a flow and a return for the heat transfer ring channels. In this case, the individual flow channels associated heat exchanger need not be separately connected to the respective heat sources. The annular channel for the distribution line can be advantageously performed along the support ring for the updraft chimney, so unnecessary for such an annular channel otherwise required, separate supporting structures.
Die zwischen den Verteiler- und Sammelleitungen parallelgeschalteten Wärmetauscherleitungen können die Strömungskanäle durchsetzen, wobei durch eine strömungsgünstige Querschnittsform der Wärmetauscherleitungen der durch die Wärmetauscherleitungen bedingte zusätzliche Strömungswiderstand beschränkt werden kann. Es ist aber auch möglich, für die Strömungsführung vorgesehene Leiteinrichtungen als Träger für Wärmetauscherleitungen einzusetzen, was besonders günstige Bedingungen für den Wärmeaustausch mit sich bringt, wenn die Leitwände dieser Leiteinrichtungen aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff hergestellt und wärmeleitend mit den Wärmetauscherleitungen verbunden sind, sodass diese Leitwände als zusätzliche Wärmetauscherflächen genützt werden können. Weisen die Strömungskanäle Leitwände zur Strömungsumlenkung auf, so kann zumindest eine dieser Leitwände mit in Strömungsrichtung verlaufenden Wärmetauscherleitungen versehen werden. Gleiches gilt für einen im Bodenbereich des Aufwindkamins vorgesehenen, zum Kranz der Strömungskanäle zentrischen, Strömungskörper, der sich nach oben zum Umlenken der radialen Kanalströmungen in eine axiale Aufwindströmung verjüngt und entlang seines Mantels in Strömungsrichtung verlaufende Wärmetauscherleitungen tragen kann. The heat exchanger lines which are connected in parallel between the distribution and collecting lines can pass through the flow channels, wherein the additional flow resistance caused by the heat exchanger lines can be limited by a flow-favorable cross-sectional shape of the heat exchanger lines. But it is also possible to use provided for the flow guide baffles as a carrier for heat exchanger lines, which brings particularly favorable conditions for the heat exchange with it when the baffles of these baffles made of a good heat conducting material and heat conductively connected to the heat exchanger lines, so that these baffles can be used as additional heat exchanger surfaces. If the flow channels have guide walls for the flow deflection, at least one of these guide walls can be provided with heat exchanger lines running in the direction of flow. The same applies to a provided in the bottom region of the updraft chimney, concentric to the rim of the flow channels, flow body which tapers upwards for deflecting the radial channel flows in an axial Aufwindströmung and wear along its jacket in the flow direction extending heat exchanger lines.
Für die erfindungsgemäße Anordnung der Wärmetauscher in den einzelnen Strömungskanälen des den Aufwindkamin umgebenden Kranzes von Strömungskanälen ist es nicht maßgebend, ob eine koaxial im Aufwindkamin gela- gerte Windturbine vorgesehen ist oder den einzelnen Strömungskanälen jeweils gesonderte Windturbinen zugeordnet werden. Weisen die Strömungskanäle axial durchströmte Windturbinen auf, so können zur Konstruktionsvereinfachung die die jeweiligen Strömungskanäle durchsetzenden Wärmetauscherleitungen den Windturbinen nachgeordnet werden. Durch diese Anordnung der Wärmetauscher auf der Abströmseite der Windturbinen bleiben die Zuströmbedingungen zu den Windturbinen durch die Strömungskanäle von den Wärmetauschern unberührt. For the arrangement according to the invention of the heat exchangers in the individual flow channels of the ring of flow channels surrounding the updraft chimney, it is irrelevant whether a coaxial tube is mounted in the updraft chimney. Gert wind turbine is provided or the individual flow channels each separate wind turbines are assigned. If the flow ducts have axial flow-through wind turbines, the heat exchanger ducts passing through the respective flow ducts can be arranged downstream of the wind turbines in order to simplify design. As a result of this arrangement of the heat exchangers on the outflow side of the wind turbines, the inflow conditions to the wind turbines remain unaffected by the flow passages from the heat exchangers.
Da die Wärmetauscher den einzelnen Strömungskanälen zugeordnet werden, bedarf es zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage keines den Aufwindkamin umgebenden Kollektorraums, sodass auch Windkraftanlagen, die lediglich vorgegebene Windströmungen ausnützen, mit solchen Wärmetauschern ausgerüstet werden können. Außerdem könnten Windkraftanlagen gebaut werden, die die Aufwindströmung ausschließlich durch eine Lufterwärmung mit Hilfe von Wärmequellen erzeugen, die im Bereich industrieller Anlagen, Verbrennungseinrichtungen, Erdkollektoren oder einer Kombination dieser Wärmequellen außerhalb der Windkraftanlage liegen. Since the heat exchangers are assigned to the individual flow channels, there is no need for operating a wind turbine according to the invention surrounding the Aufwindkamin collector space, so that wind turbines that exploit only predetermined wind currents can be equipped with such heat exchangers. In addition, wind turbines could be built which produce the updraft flow solely by air heating with the aid of heat sources located in the area of industrial plants, incinerators, ground collectors or a combination of these heat sources outside the wind turbine.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Short description of the drawing
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen In the drawing, the subject invention is shown, for example. Show it
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Windkraf tan läge ausschnittsweise im Bereich eines Strömungskanals in einem schematischen Axialschnitt,  1 is a Windkraf tan invention according to sections in the region of a flow channel in a schematic axial section,
Fig. 2 diese Windkraftanlage in einem Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 , 2 shows this wind turbine in a section along the line II-II of Fig. 1,
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage, 3 a of FIG. 1 corresponding representation of a design variant of a wind turbine according to the invention,
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage und  Fig. 4 is a corresponding to FIG. 3 representation of another embodiment of a wind turbine according to the invention and
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4. Weg zur Ausführung der Erfindung 5 shows a section along the line VV of Fig. 4th Way to carry out the invention
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist ein Aufwindkamin 1 vorgesehen, der auf einem von radialen Stützwänden 2 getragenen Stützring 3 aufruht, der vorzugsweise ein lastabtragendes Gewölbe zwischen den einzelnen Stützwänden 2 bildet. Die radialen Stützwände 2 schließen zwischen sich Strömungskanäle 4 ein, die unten durch einen Boden 5 und oben durch eine Decke 6 begrenzt werden. Diese Strömungskanäle bilden einen strömungsgünstigen, düsenartigen Einlauf und einen diffusorartigen Auslauf für je eine in den einzelnen Strömungskanälen 4 vorgesehene, axial durchströmte Windturbine 7. Die Windturbinen 7 sind über radiale Träger 8 an den Stützwänden 2 lastabtragend abgestützt. Zur Unterstützung der Umlenkung der bezüglich des Aufwindkamins 1 radial in die Strömungskanäle 4 einströmenden Teilströme in eine axiale Aufwindströmung können die Strömungskanäle 4 mit entsprechenden Leitwänden 9 versehen sein. According to the embodiment of FIGS. 1 and 2, a Aufwindkamin 1 is provided, which rests on a supported by radial support walls 2 support ring 3, which preferably forms a load-bearing vault between the individual support walls 2. The radial support walls 2 include between them flow channels 4, which are bounded below by a bottom 5 and above by a ceiling 6. These flow channels form a streamlined, nozzle-like inlet and a diffuser-like outlet for each provided in the individual flow channels 4, axially flowed through the wind turbine 7. The wind turbines 7 are supported by radial support 8 on the support walls 2 load-bearing. In order to support the deflection of the inflow chimney 1 radially into the flow channels 4 inflow partial streams into an axial updraft flow, the flow channels 4 may be provided with corresponding guide walls 9.
Zur Erwärmung der die Strömungskanäle 4 durchsetzenden Teilströme des Aufwindstroms durch den Aufwindkamin 1 sind den einzelnen Strömungskanälen 4 Wärmetauscher 10 zugeordnet, die jeweils aus zwischen einer Verteilerleitung 1 1 und einer Sammelleitung 12 parallel geführten Wärmetauscherleitungen 13 aufgebaut sind. Diese Verteilerleitungen 1 1 und Sammelleitungen 12 sind zu Ringkanälen zusammengeschlossen, die mit wenigstens einem Vorlauf 14 und mit wenigstens einem Rücklauf 15 für einen Wärmeträger verbunden sind. Da die Wärmetauscherleitungen 13 die Strömungskanäle 4 in einer Verteilung durchsetzen, die eine weitgehend gleichmäßige Erwärmung der Teilströme durch die einzelnen Strömungskanäle 4 erlaubt, kann über den erwärmten Wärmeträger die Aufwindströmung zur Verbesserung des Aufwinds vorteilhaft zusätzlich erwärmt werden, wobei es nicht auf die Art der Wärmequelle ankommt. For heating the flow channels 4 passing through the partial streams of the updraft stream through the updraft chimney 1 are the individual flow channels 4 associated heat exchanger 10, each of which is constructed between a manifold 1 1 and a manifold 12 out parallel heat exchanger conduits 13. This distribution lines 1 1 and manifolds 12 are combined to form annular channels, which are connected to at least one flow 14 and at least one return 15 for a heat transfer medium. Since the heat exchanger lines 13 pass through the flow channels 4 in a distribution that allows a largely uniform heating of the partial flows through the individual flow channels 4, the updraft flow can be advantageously additionally heated via the heated heat carrier to improve the updraft, it is not on the type of heat source arrives.
Wie sich aus den Fig. 1 und 2 entnehmen lässt, ist der Ringkanal für die Verteilerleitungen 1 1 der einzelnen Wärmetauscher 10 entlang des Tragrings 3 des Aufwindkamins 1 geführt, sodass die Wärmetauscher 10 lastabtragend an diesem Tragring 3 montiert werden können. Voraussetzung hierfür ist, dass die Wärmetauscher 10 auf der Abströmseite der Windturbinen 7 angeordnet sind, was den zusätzlichen Vorteil mit sich bringt, dass die Einlaufbedingungen für die Windturbinen 7 durch die Wärmetauscher 10 nicht beeinträchtigt werden. As can be seen from Figs. 1 and 2, the annular channel for the manifolds 1 1 of the individual heat exchanger 10 along the support ring 3 of the Aufwindkamins 1 out, so that the heat exchanger 10 can be mounted load-bearing on this support ring 3. The prerequisite for this is that the heat exchangers 10 are arranged on the outflow side of the wind turbines 7, which has the additional advantage that the inlet conditions for the wind turbines 7 are not affected by the heat exchanger 10.
Zum Unterschied zu der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 zeigt die Windkraftanlage nach der Fig. 3 nicht den einzelnen Strömungskanälen 4 zugeordnete Windturbinen 7, sondern eine Windturbine 16, die koaxial zum Aufwindkamin 1 auf einem Strömungskörper 17 gelagert ist und einen Generator 18 antreibt. Außerdem schließt sich an den Kranz von Strömungskanälen 4 radial nach außen ein Kollektorraum 19 mit einem lichtdurchlässigen Kollektordach 20 an, sodass die in den Kollektorraum 19 einströmende Luft im Kollektorraum 19 über die Sonneneinstrahlung erwärmt werden kann. Da im Übergang vom Kollektorraum 19 zu den einzelnen Strömungskanälen 2 Wärmetauscher 10 vorgesehen sind, kann die über den Kollektorraum 19 in den Aufwindkamin 1 strömende Luft im Wärmeaustausch mit einem außerhalb des Kollektorraums 19 erwärmten Wärmeträger erwärmt werden, um die Luft zusätzlich oder beispielsweise während der Nachstunden zu erwärmen. Die den einzelnen Strömungskanälen 4 zugeordneten Wärmetauscher 10 sind analog zu den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Wärmetauschern 10 aufgebaut und setzen sich aus Wärmetauscherleitungen 13 zusammen, die zwischen einer Verteilerleitung 1 1 und einer Sammelleitung 12 parallel geführt sind und die Strömungskanäle 4 in einer Verteilung durchsetzen, die eine im Wesentlichen gleichmäßige Erwärmung der durch die Strömungskanäle 4 strömenden Teilströme der Aufwindströmung erlauben. In contrast to the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the wind power plant according to FIG. 3 does not show wind turbines 7 assigned to the individual flow channels 4, but rather a wind turbine 16 which is mounted coaxially to the updraft chimney 1 on a flow body 17 and drives a generator 18 , In addition, adjoins the rim of flow channels 4 radially outwardly a collector chamber 19 with a translucent collector roof 20, so that the inflowing into the collector chamber 19 air in the collector chamber 19 can be heated by the sunlight. Since 2 heat exchangers 10 are provided in the transition from the collector chamber 19 to the individual flow channels, the air flowing through the collector chamber 19 in the updraft chimney 1 can be heated in heat exchange with a heated outside the collector chamber 19 heat transfer to the air in addition or for example during the hours to warm up. The individual flow channels 4 associated heat exchanger 10 are constructed analogously to the heat exchangers 10 shown in FIGS. 1 and 2 and are composed of heat exchanger lines 13, which are guided in parallel between a manifold 1 1 and a manifold 12 and the flow channels 4 in one Pass through distribution that allow a substantially uniform heating of flowing through the flow channels 4 partial flows of the updraft flow.
Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte ausführungsvariante zeigt einen grundsätzlichen Anlagenaufbau, wie er im Wesentlichen auch aus der Fig. 3 hervorgeht. Zum Unterschied zur Fig. 3 zeigen die Fig. 4 und 5 jedoch entlang von Leiteinrichtungen verlegte Wärmetauscher 10, die wiederum eine obere Verteilerleitung 1 1 , eine untere Sammelleitung 12 und parallelgeschaltete Wärmetau- scherleitungen 13 zwischen den Verteiler- und Sammelleitungen 1 1 , 12 umfassen. Die Wärmetauscherleitungen 13 der einen Wärmetauschergruppe sind jedoch in Strömungsrichtung entlang einer der Leitwände 9 verlegt, während die Wärmetauscherleitungen 13 der anderen Wärmetauschergruppe entlang des zentralen, sich konisch verjüngenden Strömungskörpers 17 zur Umlenkung der radialen Kanalströmungen in die axiale Aufwindströmung verlaufen. Für beide Wärmetauschergruppen gilt, dass durch die Leitwände 9 bzw. den Mantel des Strömungskörpers 17 die zur Verfügung stehende Wärmetauscherfläche erheblich vergrößert werden kann, wenn die Leitwände 9 bzw. der Mantel des Strömungskörpers aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff gefertigt sind. The embodiment variant shown in FIGS. 4 and 5 shows a basic system construction, as it is also apparent from FIG. 3. In contrast to FIG. 3, however, FIGS. 4 and 5 show heat exchangers 10 laid along guide devices, which in turn comprise an upper distributor line 11, a lower bus line 12 and heat exchangers connected in parallel. shear lines 13 between the distribution and manifolds 1 1, 12 include. However, the heat exchanger conduits 13 of the one heat exchanger group are laid along one of the guide walls 9 in the flow direction, while the heat exchanger conduits 13 of the other heat exchanger group run along the central, conically tapered flow body 17 for deflecting the radial channel flows into the axial updraft flow. For both heat exchanger groups, the available heat exchanger surface can be considerably increased by the guide walls 9 or the jacket of the flow body 17 if the guide walls 9 or the jacket of the flow body are made of a good heat-conducting material.
Es braucht wohl nicht besonders hervorgehoben zu werden, dass Wärmetauscher 10 der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Art auch in Verbindung mit Wärmetauschern 10 nach den Fig. 4 und 5 gemeinsam in einer Windkraftanlage eingesetzt werden können. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist dies jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt. It need not be emphasized that heat exchangers 10 of the type shown in FIGS. 1 to 3 can also be used together with heat exchangers 10 according to FIGS. 4 and 5 together in a wind power plant. For reasons of clarity, however, this is not shown in the drawing.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1 . Windkraftanlage mit einem Aufwindkamin (1 ) und mit einem den Aufwindkamin (1 ) umgebenden Kranz von Strömungskanälen (4) zwischen radial zum Aufwindkamin (1 ) verlaufenden, einen Tragring (3) für den Aufwindkamin (1 ) aufnehmenden Stützwänden (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (4) Wärmetauscher (10) aufweisen, die eine obere Verteilerleitung (1 1 ) und eine untere Sammelleitung (12) für einen Wärmeträger und zwischen der Verteilerleitung (1 1 ) und der Sammelleitung (12) parallelgeschaltete Wärmetauscherleitungen (13) im Strömungsweg der Strömungskanäle (4) umfassen. 1 . Wind turbine with a Aufwindkamin (1) and with a winding chimney (1) surrounding wreath of flow channels (4) between radially to Aufwindkamin (1) extending, a support ring (3) for the Aufwindkamin (1) receiving support walls (2), characterized in that the flow channels (4) have heat exchangers (10) which have an upper distributor line (1 1) and a lower collector line (12) for a heat carrier and heat exchanger lines (13) connected in parallel between the distributor line (11) and the collecting line (12). in the flow path of the flow channels (4).
2. Windkraftanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerleitungen (1 1 ) und die Sammelleitungen (12) der den einzelnen Strömungskanälen (4) zugehörigen Wärmetauscher (10) zu an einen Vorlauf (14) und einen Rücklauf (15) für den Wärmeträger angeschlossenen Ringkanälen zusammengeschlossen sind. 2. Wind turbine according to claim 1, characterized in that the distribution lines (1 1) and the manifolds (12) of the individual flow channels (4) associated heat exchanger (10) to a flow (14) and a return (15) for the Heat transfer connected ring channels are joined together.
3. Windkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherleitungen (13) die jeweiligen Strömungskanäle (4) durchsetzen. 3. Wind power plant according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger lines (13) pass through the respective flow channels (4).
4. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal für die Verteilerleitungen (1 1 ) entlang des Tragrings (3) für den Aufwindkamin (1 ) geführt ist. 4. Wind turbine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the annular channel for the distribution lines (1 1) along the support ring (3) for the updraft chimney (1) is guided.
5. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (4) axial durchströmte Windturbinen (7) aufweisen und dass die die jeweiligen Strömungskanäle (4) durchsetzenden Wärmetauscherleitungen (13) den Windturbinen (7) nachgeordnet sind. 5. Wind turbine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the flow channels (4) axially flowed through wind turbines (7) and that the respective flow channels (4) passing through the heat exchanger lines (13) are arranged downstream of the wind turbines (7).
6. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (4) Leitwände (9) zur Strömungsumlen- kung aufweisen und dass zumindest eine Leitwand (9) der Strömungskanäle (4) mit in Strömungsrichtung verlaufenden Wärmetauscherleitungen (13) versehen ist. 6. Wind power plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the flow channels (4) guide walls (9) for Strömungsumlen- kung and that at least one guide wall (9) of the flow channels (4) extending in the flow direction heat exchanger lines (13) is provided.
7. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenbereich des Aufwindkamins (1 ) ein zum Kranz der Strömungskanäle (4) zentrischer, sich nach oben verjüngender Strömungskörper (17) zum Umlenken der radialen Kanalströmungen in eine axiale Aufwindströmung vorgesehen ist und dass entlang des Mantels des Strömungskörpers (17) in Strömungsrichtung verlaufende Wärmetauscherleitungen (13) vorgesehen sind. 7. Wind turbine according to one of claims 1 to 6, characterized in that provided in the bottom region of the updraft chimney (1) to the rim of the flow channels (4) centric, upwardly tapering flow body (17) for deflecting the radial channel flows in an axial updraft flow is and that along the jacket of the flow body (17) extending in the flow direction heat exchanger lines (13) are provided.
8. Windkraftanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwände (9) und der Mantel des zentralen Strömungskörpers (17) aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff gefertigt und mit den zugehörigen Wärmetauscherleitungen (13) wärmeleitend verbunden sind. 8. Wind power plant according to claim 6 or 7, characterized in that the guide walls (9) and the jacket of the central flow body (17) made of a highly thermally conductive material and are thermally conductively connected to the associated heat exchanger lines (13).
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