WO2022006611A1 - Windkraftanlage - Google Patents

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WO2022006611A1
WO2022006611A1 PCT/AT2021/060244 AT2021060244W WO2022006611A1 WO 2022006611 A1 WO2022006611 A1 WO 2022006611A1 AT 2021060244 W AT2021060244 W AT 2021060244W WO 2022006611 A1 WO2022006611 A1 WO 2022006611A1
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rotor
power plant
wind power
wind
housing
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PCT/AT2021/060244
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Inventor
Johann Gruber
Original Assignee
Johann Gruber
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Publication date
Application filed by Johann Gruber filed Critical Johann Gruber
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0436—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0427—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels with converging inlets, i.e. the guiding means intercepting an area greater than the effective rotor area
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/002—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being horizontal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0436—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor
    • F03D3/0445—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield being fixed with respect to the wind motor
    • F03D3/0463—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield being fixed with respect to the wind motor with converging inlets, i.e. the shield intercepting an area greater than the effective rotor area
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a wind turbine for generating rotational energy with the features of the preamble of claim 1.
  • Generic wind power plants have a rotor which is driven by wind energy and is designed to rotate about an axis of rotation.
  • these rotors have a large number of axially extending rotor blades, the rotor blades being designed in such a way that a translational flow of the wind can be converted into a rotational movement of the rotor as optimally as possible.
  • the rotor blades are generally connected to a drive shaft via the rotor, with the drive shaft being provided for removing rotational energy.
  • This rotational energy can be used in a variety of ways, such as driving an electrical generator, which converts the rotational energy into electrical power.
  • other ways of using rotational energy are also known, such as driving a pump, driving a production machine, etc.
  • Generic wind power plants have an axis of rotation of the rotor transverse to a wind direction, as shown for example by US Pat. No. 2,170,911 A, US Pat. No. 713,094 A, US Pat. No. 2,441,635 A, US Pat .
  • the wind approaches in a wind direction transverse to the axis of rotation of the rotor, with the rotor being aligned with a projecting surface parallel to the axis of rotation and perpendicular to the wind direction. It is the case that one peripheral side of the rotor always runs in the direction of the wind and the opposite peripheral side of the rotor moves against the wind direction, which means that the rotor is always driven on one side in terms of flow and the opposite side brakes the rotor by moving in the opposite direction to the wind direction .
  • the prior art documents mentioned above always propose using special mechanisms to fold out the rotor blades that move in the direction of the wind and to enlarge a flow area in such a way that the drive power of the rotor is increased.
  • the rotor blades are folded in order to realize a minimized cross section, whereby the rotor is not braked or only to a small extent by the opposite wind.
  • a disadvantage of known configurations of the prior art is that only a small part of the rotor or only a part of the provided rotor blades are engaged and thus only a small available part of the rotor converts wind energy into rotational energy.
  • a further disadvantage is that the rotors are usually open to the environment and can easily be damaged by external influences - such as objects carried in the wind.
  • the object of the present invention is to provide a wind power plant that permits a higher degree of utilization and/or generates higher rotational energy with the same installation space and/or represents a more protected design for the rotor of the wind power plant against external influences.
  • the wind power plant has a housing and a guide device, the rotor being arranged in the housing and the housing together with the guide device being designed to guide the air flow in such a way that the rotor is flown at transversely to the axis of rotation.
  • wind direction can be diverted by the housing designed as a guiding device in such a way that it corresponds to the direction of action of the rotor blades, whereby an optimal utilization of the wind power is achieved and also the majority - if not all - of the rotor blades by the Wind energy can be powered.
  • the air flow can be diverted by the housing and the guide device in such a way that several rotor blades of the rotor are flown against at the same time. Due to the simultaneous action of the wind power on several—preferably all—rotor blades, a higher rotational energy can be implemented with the wind power installation being of the same or smaller construction.
  • the wind direction can be steered in the radial or tangential direction of the rotor blades of the rotor by the guide device and the housing (whereby the wind direction is adapted to the wind turbine, so to speak).
  • rotor blades are components of the rotor which, due to their geometric configuration and/or their spatial position, are designed to convert a flow direction of a wind into rotational energy of the rotor, with these being configured as wings, turbine blades or the like be able.
  • the fact that the rotor is flown across the axis of rotation can be understood to mean that the air flow impinging on the rotor blades is aligned across, ie for example radially, or at an approximately right angle to the axis of rotation.
  • the air flow is not aligned in the direction of the axis of rotation when it hits the rotor blades.
  • Complex shapes of the rotor blades as known from wind turbines with freely rotating rotor blades (i.e. rotor blades not rotating in a housing), can thus be avoided. At the same time, good efficiency can be achieved.
  • the guide device can essentially enclose the rotor and have openings for directing the air flow to the rotor.
  • the guide device can have a cylindrical basic shape, with the openings being arranged, for example, on the lateral surface of the cylindrical basic shape for a tangential flow onto the rotor or on the end-side cover surfaces of the cylindrical basic shape for a radial flow onto the rotor.
  • the guiding device can be formed by a housing-like part.
  • the guiding device can be formed by brushes, the bristles of which are so long and arranged so densely that passage of the air flow through the brushes is prevented or at least suppressed so effectively that the desired flow path is established.
  • an essentially homogeneous, radial flow through, preferably all rotor blades of the rotor, is established by the guide device.
  • a substantially homogeneous, radial flow is a nearly symmetric, radial flow through the rotor, neglecting the flow deviations and distributions due to friction, with all rotor blades being exposed to approximately the same flow.
  • Tangential flow means that the airflow hitting the rotor blades is aligned transversely to the axis of rotation and does not cross the axis of rotation - i.e. is aligned tangentially to the movement of the rotor blades.
  • the guide device essentially encloses the rotor and/or has at least one opening for feeding the air flow to the rotor, with the air flow preferably being guided between the housing and the guide device and being divided into partial air flows, so that several rotor blades can flow at the same time to be flown.
  • the rotor blades can be adjustable in the wind direction by tilting the rotor blades. By tilting the rotor blades, they can contribute to the optimal utilization of the wind power by the wind turbine and the efficiency can be increased.
  • the at least one adjusting device can be designed as a positively controlled adjusting device—preferably linked to a rotation of the rotor. This can be done, for example, by a statically arranged link, with the rotor blades being guided on this link (control curve). Alternatively, it can also be provided that the adjusting device is formed by controllable servomotors, with a separate servomotor preferably being provided for each rotor blade.
  • the housing has at least one inlet opening, which is arranged on a side of the housing facing the wind direction. Provision can preferably be made for the flow from the inlet opening to be guided to the rotor by the guide device designed as a housing.
  • the inlet opening can be realized by a single opening or by a multiplicity of smaller openings, which together form the entire inlet opening. Configurations are also conceivable in which nets or grids are arranged in the inlet opening or the openings, which stop objects carried by the wind in front of the rotor or the rotor blades (before these objects can cause damage).
  • a windbreak device can, for example, be funnel-shaped and in the area of the inlet opening also guide the adjacent flow in the direction of the inlet opening, so that an overpressure may form in the area of the inlet opening.
  • a wind catcher device can be formed, for example, from metal sheets which form a funnel-shaped inlet opening and form a compressor with the aid of the wind flow.
  • the housing can have overpressure flaps—preferably on a side facing away from the wind direction. These overpressure flaps can be designed to open at a defined pressure prevailing in the housing and thus to vent the housing.
  • Overpressure flaps can be provided to protect the wind turbine from overloading in strong winds, so that the rotor does not rotate at excessive speeds if the pressure acting in the housing is too high. As a result, damage to the rotor or the rotor blades that occurs can be avoided by opening the flaps and overpressure in the housing is reduced.
  • Overpressure flaps can be controlled, for example, by spring actuation, with a defined—possibly prestressed—spring force having to be exceeded by a prevailing pressure, so that the overpressure flaps open (in other words: the overpressure flaps are pressed open).
  • “Inside” and “outside” are defined by the radial position in relation to the rotor. Accordingly, it is to be understood that a flow of a wind near a center of rotation of the rotor is guided by the guide, the flow penetrating the rotor blades in a radial direction “outside”.
  • the guide device can have at least one deflection body, which is designed to divert the air flow from the inside in one direction transversely to redirect to the axis of rotation.
  • the at least one deflection body can be arranged, for example, inside the rotor.
  • deflection bodies A large number of deflection bodies is preferably provided. These deflection bodies can preferably be distributed uniformly in a circumferential direction with respect to the axis of rotation.
  • a rotary bearing which is designed to align the wind power plant in the direction of the wind.
  • the entire wind power plant is arranged on a turntable designed as a rotary bearing, with the turntable always aligning the wind power plant in the wind direction by rotating, so that the inlet opening, for example, is always directly projecting to a wind direction.
  • the wind power plant can preferably have at least one tail unit and/or a fin, which is designed to align the wind power plant in the direction of the wind.
  • the wind power plant can preferably have at least one alignment device which is designed to align the wind power plant in the direction of the wind.
  • the at least one alignment device can have at least one servomotor, for example, which is designed to align the wind power plant by means of a rotational movement.
  • the rotor blades can be designed such that they can be tilted and/or have a variable geometry.
  • the efficiency of the wind turbine can be varied by a tiltable arrangement of the rotor blades and/or a variable geometry of the rotor blades.
  • the blades When the wind is weak, the blades can be 'laid flat' to get maximum benefit from minimal wind speeds. On the other hand, with a strong wind current (and a high volume throughput), the rotor blades can be “steered”.
  • a flat position of the rotor blades means that the rotor blades have the largest possible projected area in relation to the wind direction, with the smallest possible projected area being realized in the wind direction when the rotor blades are in a steep position.
  • a variable geometry of the rotor blades can be designed, for example, like that of an aircraft wing, with the geometry of the wing being changeable by flow flaps and/or wing rudders.
  • Twelve rotor blades can preferably be provided, which are, for example, evenly divided over the circumference of the rotor.
  • the rotor blades overlap in the radial direction.
  • An overlapping arrangement enables maximum utilization of the wind power, in that the projecting surface in the wind direction, which is formed by the rotor blades, is completely closed in the radial direction of the rotor and thus a flow in the wind direction has no possibility of passing through the rotor without it also to drive.
  • the rotor is preferably made for the rotor to be configured roughly in a cylindrical shape, with the rotor blades forming the cylinder preferably enclosing an empty space.
  • At least one further housing part can be provided, which further housing part is designed to discharge the exhaust air of the rotor—preferably on a side of the housing facing away from the wind direction.
  • the further housing part can be connected directly to the guide device.
  • the discharge can take place, for example, via an outlet opening.
  • the discharge can particularly preferably take place on a side of the housing facing away from the wind direction, with a negative pressure being able to be used as a suction effect on the side of the housing facing away from the wind direction due to the flow of the wind in order to draw air out of the housing and thus also the flow through to promote the housing and thus by the rotor in addition.
  • At least one generator for generating electrical energy can be connected to the drive shaft.
  • the rotor to have at least two circular ring-shaped components, between which two circular ring-shaped components—preferably in the vicinity of the circumference—the rotor blades are arranged.
  • a wind power plant When used in a motor vehicle, a wind power plant can be used to convert the relative wind into electrical energy and, for example, be fed into the board system of the motor vehicle. In this way, for example when driving downhill, part of the driving air can be converted into electrical energy. Further details and embodiments of the invention can be seen from the figures and the associated description of the figures. It shows:
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a wind turbine according to the invention
  • FIG. 2 shows a side view of FIG.
  • Fig. 3 is a plan view of Fig. 1,
  • Fig. 4 is a front view of Fig. 1,
  • Fig. 5 shows another embodiment of an inventive
  • Fig. 6 is a side view of Fig. 5,
  • Fig. 7 is a plan view of Fig. 5, and
  • Fig. 8 is a front view of Fig. 5.
  • FIG. 9 shows a third exemplary embodiment of a wind power plant according to the invention
  • FIG. 10 shows a side view of FIG.
  • Fig. 11 is a plan view of Fig. 9;
  • Fig. 12 is a front view of Fig. 9
  • FIG. 17 shows a fifth exemplary embodiment of a wind power plant according to the invention
  • Fig. 21 is a side view of the embodiment of Fig. 20,
  • Fig. 22 is a plan view of the embodiment of Fig. 20,
  • Fig. 23 is a front view of the embodiment of Fig. 20,
  • FIG. 24 shows a detailed view of the exemplary embodiment from FIG. 20,
  • Fig. 25 shows an exploded view of Fig. 24,
  • FIG. 26 shows a load scale with an embodiment variant of a wind turbine
  • FIGS. 27-28 isolated views of the wind turbine from FIG. 26,
  • 29 shows a passenger car with an embodiment variant of a wind turbine
  • FIG. 29 30-31 are isolated views of the wind turbine of FIG. 29; and FIG. 32 is an embodiment with two wind turbines.
  • 1 shows a first exemplary embodiment of a wind power plant 1 according to the invention in a perspective, partially sectioned illustration.
  • This wind turbine 1 can be attached to a base via a mounting plate 19, a tower, a roof of a warehouse, a roof of a house or another base being suitable.
  • the wind turbine 1 is preferably anchored to the ground via the fastening plate 19 .
  • the wind power plant 1 is arranged in rotation on the mounting plate 19 via the rotary bearing 12 and has a housing 7 and a frame 20 connected thereto.
  • the frame 20 is connected to two fins 14 and a rotatable tail unit 13, as a result of which the wind turbine 1 can be aligned in the direction of the wind.
  • the wind turbine 1 with the inlet opening 8 of the housing 7 is always aligned by the fins 14 and the tail unit 13 through the wind direction 3 in such a way that the wind (more precisely, the flow of the wind) enters the inlet opening 8 directly - preferably vertically.
  • the guide device 23 is arranged in the housing 7, with the housing 7 enclosing the guide device 23 and the rotor 4 being arranged within the guide device 23.
  • the rotor 4 is mounted in the housing 7 via the housing frame 21, the rotor 4 being formed by two components 17, between which two components 17 the rotor blades 5 are arranged.
  • the rotor 4 is connected to the drive shaft 6 via struts 18 , with a wind direction—more precisely: by the flow of the wind—rotating energy being transmitted to the drive shaft 6 through the rotor 4 .
  • the rotor blades 5 of the rotor 4 are aligned axially and an air flow flows through them.
  • the rotational energy of the drive shaft 6 is passed on directly to the generator 16, which converts the rotational energy into electrical energy.
  • a further housing part 15 is provided, which, after flowing through the rotor 4 , diverts the air back out of the housing 7 through the outlet opening 9 .
  • the outlet opening 9 is on a side of the housing facing away from the wind direction 3
  • the vestibule device 10 is designed in such a way that it introduces an additional flow adjacent to the inlet opening 8 into the inlet opening 8 projecting towards the wind direction 3 , as a result of which an overpressure can be generated at the inlet opening 8 .
  • FIGS. 2 and 3 show a further explanation of the course of flow through the housing 7, reference is also made to FIGS. 2 and 3, FIG. 2 showing a lateral sectional view of FIG. 1 and FIG. 3 showing a plan view of FIG.
  • the air flow can enter the interior of the rotor 4 axially from one side only and be deflected in the radial direction by the guide device 23 . From this center of the rotor 4, the wind flows through the rotor blades 5 of the rotor 4 radially outwards.
  • the rotor blades 5 overlap one another in the radial direction, as a result of which an optimal conversion of the flow into rotational energy of the rotor 4 is ensured.
  • the further housing part 15 is formed by the inner surface of the guide device 23 .
  • the housing 7 (here reference is made to FIG. 2) has overpressure flaps 11 which are prestressed by a spring.
  • the overpressure flaps 11 open, since the pressure acting on the flaps 11 results in a force on the springs that exceeds the preload and thus causes the overpressure flaps 11 to open.
  • FIG. 4 shows a front view of the first exemplary embodiment from FIG. 1 , the individual inner parts of the wind turbine 1 being clearly visible again through the inlet opening 8 .
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a wind turbine 1 according to the invention, with FIG. 5 showing a sectioned perspective side view.
  • the rotor blades 5 of the rotor 4 are aligned radially and an air flow flows tangentially against them.
  • the rotor 4 and the rotor blades 5 have a tangential flow.
  • the flow is distributed over the circumference of the guide device 23 by the housing 7, with the flow being passed on through the two openings of the guide device 23 to the rotor blades 5 of the rotor 4 and then the flow via the outlet opening 9 and the further housing part 15 from the wind turbine 1 is derived.
  • the seal between the rotor 4 and further housing 15 is provided by brushes 22.
  • the air flow entering through the inlet opening 8 is forwarded tangentially to the rotor blades 5 directly via an opening in the guide device 23 .
  • Another part of the airflow entering through the inlet opening 8 is directed between the housing 7 and the guide device 23 to a further (rear) opening of the guide device, with the airflow approaching the rotor blades 5 through this further (rear) opening of the guide device.
  • the air flow is carried from the further (rear) opening of the guide by the rotational movement of the rotor 4 and the rotor blades 5 to a passage 24 in the guide 23, through which at least part of the air flow can escape from the rotor 4 into a further housing part 15 which guides this part of the air flow out of the housing 7 via the outlet opening 9 .
  • the brushes 22 in the area of the openings of the guide device 23 serve to seal between the rotor 4 (more precisely, the rotor blades 5) and the guide device 23.
  • Fig. 6 shows a side sectional view and Fig. 7 shows a plan view of the embodiment of Fig. 5.
  • Fig. 8 shows a front view of the embodiment of Fig. 5.
  • Figures 9 to 12 show a third exemplary embodiment of a wind power plant 1 according to the invention.
  • FIGS. 9 to 12 essentially corresponds to that of FIGS. 6 to 8 with the difference that the rotor blades 5 have a shovel-like shape, as a result of which the efficiency of the wind power plant 1 can be increased.
  • FIGS. 13 to 16 show a fourth exemplary embodiment of a wind power plant 1 according to the invention, with FIG. 15 showing a lateral sectional view and FIG. 16 showing a front view of the fourth exemplary embodiment of FIG.
  • the exemplary embodiment of a wind power plant 1 illustrated in FIGS. 13 to 16 comprises rotor blades 5 which are designed to be tiltable about an axis radially to the rotor 4 .
  • the rotor blades can be tilted by the adjusting device 25 .
  • the adjustment device 25 is designed as a positively controlled adjustment device 25 linked to the rotation of the rotor 4 .
  • FIG. 14 shows an enlarged detailed view of FIG. 13 in the area of the adjusting device 25.
  • the adjustment device 25 shown here has a guide part 26 , which guide part 26 is connected to the housing frame 21 via the adjustment device housing 29 in a non-moving manner.
  • the rotor blades 5 of this exemplary embodiment are mounted on the drive shaft 6 such that they can be tilted about the rotor blade shaft 32, with a rotation of the rotor blades 5 about the drive shaft 6 (and thus about the axis of rotation 2) being transmitted to the drive shaft 6 via the rotor blade shafts 32.
  • the rotor blade shafts 32 are mounted in relation to the housing 7 via the bearing elements 30 so that the rotor blades 5 are sufficiently supported when they tilt about the rotor blade shafts 32 .
  • a guide link designed as a recess 31 extends along the circumference 28 of the statically mounted guide part 26 .
  • the guide elements 33 which are connected to the control elements 27 , are arranged in the guide link.
  • the guide elements 33 are in turn arranged in a non-moving manner on the rotor blade shafts 32 , a tilting of the guide elements 33 inevitably also leading to a tilting of the rotor blades 5 .
  • the guide elements 33 are guided in the recess 31 of the guide part 26.
  • the geometric design of the recess 31 (strictly speaking, the change in the axial position relative to the axis of rotation 2 of the recess 31 along the circumference 28) results in a tilting of the control elements 27.
  • the tilting of the control elements 27 also tilts the rotor blade shafts 32 and the rotor blades 5. In summary, it can thus be established that the rotor blades 5 are tilted via the positively controlled adjustment device 25 .
  • the rotor blades are adjusted with respect to the wind direction 3 by tilting the rotor blades 5 .
  • tilting the rotor blades 5 they can contribute to optimal utilization of the wind power by the wind turbine 1 and the efficiency is increased.
  • the possibility is generated to fold in the rotor blades 5 (preferably at positions in which the rotor blades 5 run transversely or even against the wind direction 3) so that they introduce the smallest possible counterforce to the operating direction of the rotor 4.
  • FIG. 17 shows a fifth exemplary embodiment of a wind power plant 1 according to the invention, the wind power plant 1 being arranged on a tower 35 .
  • These towers 35 are generally hollow, with the tower 35 and its chimney effect also being used by the wind turbine 1 in the embodiment variant in FIG.
  • the inlet opening 8 can be closed via the closure device 34 and a fluid flow, which is generated by the chimney effect of the tower 35 , can be conducted into the housing 7 of the wind turbine 1 .
  • the inlet opening of the tower 35 into the housing 7 also has a closing device 34, so that when the inlet opening 8 is open, the wind entering through the inlet opening is not diverted through the tower 35, but instead passes through the wind turbine 1 and through the further housing part 15 leaves.
  • closure devices 34 which are shown in FIG. 17, are implemented by roller shutters in this specific exemplary embodiment.
  • the fluid flow over the tower 35 is realized in that in a lower region of the tower 35 air enters the tower 35 via inlet openings and is heated inside the tower 35 . According to the basic thermodynamic laws, the heated air rises, creating a flow that can be used by the wind turbine 1 .
  • the wind power plant 1 is in turn designed according to the exemplary embodiment in FIGS.
  • FIGS. 18 and 19 show a sixth exemplary embodiment of a wind power plant 1 according to the invention, FIG. 18 showing a side view of the wind power plant and FIG. 19 showing a front view.
  • the housing 7 of the wind turbine 1 is designed as a guide device 23, with an air flow being guided to the rotor blades 5 of the rotor 4 via the passages 24 in order to drive the drive shaft 6 via the rotor 4.
  • the air flow is then diverted via the additional housing 15 .
  • wind trapping devices 10 are provided.
  • the wind turbine 1 shown here is in turn arranged on a tower 35 .
  • the wind turbine 1 is in turn connected via a frame 20 to a tail unit 13 and/or a fin 14, which is not shown in these figures for reasons of clarity.
  • FIG. 20 shows a sixth exemplary embodiment of a wind power plant 1 according to the invention, with FIG. 20 showing a sectioned perspective side view.
  • Fig. 21 shows a side sectional view and Fig. 22 shows a plan view of the embodiment of Fig. 20.
  • Fig. 23 shows a front view of the embodiment of Fig. 20.
  • the air flow enters the wind turbine 1 through the inlet opening 8 , the air flow being blown into the inlet opening 8 in the wind direction 3 . Furthermore, the flow is guided into the center of the rotor 4 by the guiding device 23 and the housing 7 . The air flow is thus guided between the guide device 23 and the housing 7 into the center of the rotor 4 .
  • the air flow can enter the interior of the rotor 4 axially from one side only and be deflected in the radial direction by the guide device 23 .
  • the embodiment of FIG. 20 has deflection bodies 36 in the inner area of the rotor 4 .
  • these deflection bodies 36 are part of the guide device 23 and are preferably rigidly connected to the same.
  • the guide device 23 therefore continues into the interior of the rotor 4 .
  • the inflowing air flow is deflected by the wedge-shaped deflection bodies 36 (clearly visible in FIG. 21 ) and passed on directly to the rotor blades 5 of the rotor 4 .
  • the air flow can thus be optimally adapted to the rotor blades 5 by the arc-shaped, inclined deflection bodies 36, so that the effective direction of the air flow is directed as transversely as possible or almost normally onto the rotor blades 5, as a result of which the efficiency of the wind turbine 1 can be increased.
  • the wind speed can also be accelerated. Due to this acceleration of the air flow, the rotational speed of the rotor 4 can be increased at the same wind speed acting on the wind power plant 1, which in turn has a positive effect on the efficiency of the wind power plant 1.
  • the rotor blades 5 overlap one another in the radial direction, as a result of which an optimal conversion of the flow into rotational energy of the rotor 4 is ensured.
  • the further housing part 15 is formed by the inner surface of the guide device 23 .
  • FIG. 22 shows how the multitude of wedge-shaped deflection bodies 36 are arranged in the inner region of the rotor 4, with the rotor blades 5 surrounding the deflection bodies 36 .
  • FIG. 24 shows a detailed view of the central arrangement of the deflection bodies 36 in the rotor 4 of the exemplary embodiment in FIGS. 20 to 23.
  • FIG. 25 shows an exploded view of FIG.
  • the air conducted through the guide device 23 into the interior of the rotor 4 is passed on to the rotor blades 5 by the deflection bodies 36 rigidly connected to the guide device 23 .
  • the rotor blades 5 of the rotor 4 are arranged so as to surround the deflection bodies 36 in the radial direction.
  • the flow through the rotor blades 5 causes the rotor 4 and thus the drive shaft 6, which is rigidly connected to the rotor 4, to rotate about the axis of rotation 2, with the generator 16 connected to the drive shaft 2 being driven.
  • the rotor blades 5 can preferably be arranged in an adjustable manner, in which case they can be mounted on the rotor 4 such that they can be tilted along their longitudinal axis.
  • FIG. 26 shows an exemplary embodiment of a motor vehicle 37—more precisely: a truck 38 (referred to below simply as a truck)—with an exemplary embodiment of a wind power plant 1 according to the invention.
  • This truck 38 has on the front—the side of the truck 38 facing the relative wind in the direction of travel—two inlet openings 8 which lead the relative wind of the truck 38 to the wind turbine 1 via a duct system.
  • This wind power plant 1 is arranged on the rear of a driver's cab of the truck 38 , the air flow—or more precisely: the airflow—being guided to a rotor 4 of the wind power plant 1 via deflection bodies 36 . After passing through the rotor and driving the rotor 4, the flow is diverted via the housing 7 to outlet openings 9 arranged on the side of the truck 38.
  • the rotor 4 With its rotation, the rotor 4 in turn drives a drive shaft 6 which is connected to the transmission 40 .
  • the rotor rotation can be increased by means of the transmission 40 and a generator 16 can then be driven.
  • FIGS. 27 and 28 show the exemplary embodiment of the wind turbine 1 from FIG. 26 in isolation, the section A-A marked in FIG. 28 being shown in FIG.
  • the air flow can enter the wind power plant 1 via the central inlet opening 8 of the wind power plant 1 .
  • the air flow is then passed on to the rotor 4 via the deflection bodies 36, the air flow driving the rotor 4 in rotation.
  • the deflection bodies 36 have a conical shape (see FIG. 27 in this regard), with the flow rate of the air (similar to nozzles) being able to be increased by the decreasing flow cross section between the individual deflection bodies 36 in the direction of the rotor 4 .
  • the rotating rotor 4 generates a rotational movement, which is passed on to the generator 16 via the drive shaft. After the air flow has flowed through the rotor 4 radially, the air flow is guided through the housing 7 to the lateral outlet openings 9, at which it leaves the wind turbine 1 again.
  • Fig. 29 shows an exemplary embodiment of a motor vehicle 37 - more precisely: a passenger vehicle (hereinafter referred to as passenger car) - with a wind turbine 1.
  • the wind power plant 1 is integrated in a front end of the car, with an air flow—more precisely: a relative wind—being able to be supplied to the wind power plant 1 via a body component 41 of the car 39 .
  • This body component 41 is provided behind the front end, consisting of headlight 44 and radiator grille 43 and optionally a radiator.
  • the air flow can be fed to the deflection bodies 36 via the housing component 42 of the housing 7 and the inlet opening 8 , which can forward the air flow to the rotor blades of the rotor 4 in a targeted manner. After flowing radially through the rotor 4, the air flow is discharged to the environment via the housing 7 and the outlet openings 9 arranged in the wheel housings.
  • the rotor 4 in turn drives a generator 16 via the drive shaft.
  • FIG. 29 The exemplary embodiment of FIG. 29 is shown in isolation for better clarification in FIGS. 30 and 31, with the wind turbine 1 also being shown with an additional windbreak device 10 .
  • Wind turbines 1 could be used particularly advantageously in electric vehicles (trucks, passenger vehicles or motorcycles), in which case (for example when driving downhill) electrical energy could be recuperated via the wind turbine 1 to an electrical storage device in the vehicle.
  • FIG. 32 shows an exemplary embodiment with two wind turbines 1 which are integrated in a housing 7 .
  • the wind turbines 1 each have an inlet opening 8 through which an air flow can enter the housing 7 in the wind direction 3 .
  • the wind direction 3 is then passed on to the rotor blades 5 of the rotors 4 via the deflection bodies 36, with the rotors 4 being driven in rotation by the flow.
  • the rotors 4 are both connected to the drive shaft 6, it being possible for the rotational movement to be picked up via the drive shaft 6, for example via a generator, and to be converted into electrical energy.

Abstract

Windkraftanlage zum Erzeugen von Rotationsenergie, wobei - ein Rotor (4) mit einer Rotationsachse (2) vorgesehen ist, welcher Rotor (4) durch einen von Wind erzeugten Luftstrom antreibbar ist, - der Rotor (4) eine Vielzahl von sich axial und/oder radial erstreckenden Rotorblättern (5) aufweist und - der Rotor (4) mit einer Antriebswelle (6) zur Entnahme der Rotationsenergie verbunden ist, wobei die Windkraftanlage (1) ein Gehäuse (7) und eine Leiteinrichtung (23) aufweist, wobei der Rotor (4) innerhalb der Leiteinrichtung (23) angeordnet ist und das Gehäuse (7) zusammen mit der Leiteinrichtung (23) dazu ausgebildet ist, den Luftstrom so zu leiten, dass der Rotor (4) quer zur Rotationsachse (2) angeströmt wird.

Description

Windkraftanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windkraftanlage zum Erzeugen von Rotationsenergie mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Gattungsgemäße Windkraftanlagen verfügen über einen Rotor, welcher durch Windenergie angetrieben wird und zu einer Rotation um eine Rotationsachse ausgebildet ist. In der Regel weisen diese Rotoren eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Rotorblättern auf, wobei die Rotorblätter dermaßen ausgebildet sind, dass eine translatorische Strömung des Windes möglichst optimal in eine Rotationsbewegung des Rotors umgesetzt werden kann.
Die Rotorblätter sind dabei in der Regel über den Rotor mit einer Antriebswelle verbunden, wobei die Antriebswelle zur Entnahme einer Rotationsenergie vorgesehen ist. Diese Rotationsenergie kann durch verschiedenste Arten genutzt werden, wie beispielsweise zum Antreiben eines elektrischen Generators, welcher die Rotationsenergie in elektrische Leistung umsetzt. Jedoch sind auch durchaus andere Arten der Nutzung der Rotationsenergie bekannt, wie beispielsweise der Antrieb einer Pumpe, das Antreiben einer Fertigungsmaschine usw.
Gattungsgemäße Windkraftanlagen weisen eine Rotationsachse des Rotors quer zu einer Windrichtung auf, wie es beispielsweise durch die US 2,170,911 A, die US 713,094 A, die US 2,441 ,635 A, die US 1 ,915,689 A oder auch die EP 1 546 552 B1 gezeigt ist.
Bei diesen Windkraftanlagen tritt der Wind in einer Windrichtung quer zur Rotationsachse des Rotors heran, wobei der Rotor mit einer projizierenden Fläche parallel zur Rotationsachse und senkrecht zur Windrichtung ausgerichtet ist. Dabei ist es der Fall, dass eine Umfangseite des Rotors immer in Windrichtung läuft und die gegenüberliegende Umfangseite des Rotors sich gegen die Windrichtung bewegt, wodurch strömungstechnisch stets an einer Seite der Rotor angetrieben wird und die gegenüberliegende Seite durch die gegenläufige Bewegung zur Windrichtung den Rotor bremst. Um diesen Effekt der Bremsung zu verkleinern, schlagen die oben genannten Dokumente des Standes der Technik vor, stets die Rotorblätter, welche sich in Windrichtung bewegen, durch spezielle Mechanismen auszuklappen und eine Strömungsfläche so zu vergrößern, dass die Antriebsleistung des Rotors erhöht wird. Sobald sich das Rotorblatt jedoch der gegenüberliegenden Seite nähert und entgegen der Windrichtung läuft, werden die Rotorblätter eingeklappt, um einen minimierten Querschnitt zu verwirklichen, wobei der Rotor durch den gegenläufigen Wind nicht oder nur in einem geringen Maß gebremst wird.
Nachteilig an bekannten Ausgestaltungen des Standes der Technik ist, dass immer nur ein Kleinteil des Rotors oder nur ein Teil der vorgesehenen Rotorblätter in Eingriff stehen und somit nur ein kleiner zur Verfügung stehender Teil des Rotors Windenergie in Rotationsenergie umsetzt.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Rotoren in der Regel gegenüber der Umgebung offenstehen und leicht durch äußere Einflüsse - wie beispielsweise durch Objekte, welche im Wind getragen werden, - beschädigt werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftanlage bereitzustellen, welche einen höheren Nutzungsgrad zulässt und/oder eine höhere Rotationsenergie bei gleichem Bauraum generiert und/oder eine geschütztere Bauweise für den Rotor der Windkraftanlage gegenüber äußeren Einflüssen darstellt.
Diese Aufgabe wird durch eine Windkraftanlage zur Erzeugung von Rotationsenergie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Windkraftanlage ein Gehäuse und eine Leiteinrichtung aufweist, wobei der Rotor im Gehäuse angeordnet ist und das Gehäuse zusammen mit der Leiteinrichtung dazu ausgebildet ist, den Luftstrom so zu leiten, dass der Rotor quer zur Rotationsachse angeströmt wird.
Ein den Rotor - vorzugsweise vollständig - umhüllendes Gehäuse hat den wesentlichen Vorteil, dass der Rotor vor äußeren Beschädigungseinflüssen geschützt wird. Das Risiko einer Beschädigung des Rotors oder der Rotorblätter des Rotors durch äußere Kräfte - wie sie beispielsweise durch im Wind getragene Objekte hervorgerufen werden können
- wird minimiert.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch das als Leitvorrichtung ausgebildete Gehäuse die Windrichtung dermaßen umgeleitet werden kann, dass sie der Wirkrichtung der Rotorblätter entspricht, wodurch eine optimale Ausnutzung der Windkraft erreicht wird und auch der Großteil - wenn nicht sogar alle - der Rotorblätter durch die Windenergie angetrieben werden können.
Weiters kann durch das Gehäuse und die Leiteinrichtung der Luftstrom dermaßen umgeleitet werden, dass gleichzeitig mehrere Rotorblätter des Rotors angeströmt werden. Durch das gleichzeitige Einwirken der Windkraft auf mehrere - vorzugsweise alle - Rotorblätter kann bei dennoch gleicher oder kleinerer Bauweise der Windkraftanlage eine höhere Rotationsenergie umgesetzt werden.
Durch eine gewisse Verjüngung des Strömungswegs des Luftstroms kann sich außerdem ein höherer Druck aufbauen, der sich positiv auf die Effizienz der Windkraftanlage auswirken kann.
Es ist nicht nötig, die Windkraftanlage - beispielsweise durch Verkippen der Rotorblätter
- an eine Windrichtung anzupassen, wobei immer nur ein Teil der Rotorblätter vorteilhaft angeströmt werden würde. Es kann durch die Leitvorrichtung und das Gehäuse die Windrichtung in Radial- oder Tangentialrichtung der Rotorblätter des Rotors gelenkt werden (wobei sozusagen die Windrichtung an die Windkraftanlage angepasst wird).
Im Zuge der Erfindung sind unter Rotorblätter Komponenten des Rotors zu verstehen, welche durch ihre geometrische Ausgestaltung und/oder durch ihre räumliche Lage dazu ausgebildet sind, eine Strömungsrichtung eines Windes in eine Rotationsenergie des Rotors umzusetzen, wobei diese als Flügel, Turbinenschaufeln oder Ähnliches ausgestaltet sein können. Darunter, dass der Rotor quer zur Rotationsachse angeströmt wird, kann verstanden werden, dass der auf die Rotorblätter treffende Luftstrom quer, d.h. beispielsweise radial, oder im in etwa rechten Winkel zur Rotationsachse ausgerichtet ist.
Insbesondere ist der Luftstrom erfindungsgemäß nicht in Richtung der Rotationsachse ausgerichtet, wenn er auf die Rotorblätter trifft. Komplexe Formen der Rotorblätter, wie sie von Windkraftanlagen mit frei rotierenden Rotorblättern (d.h. nicht in einem Gehäuse rotierenden Rotorblättern) bekannt sind, können dadurch vermieden werden. Gleichzeitig kann ein guter Wirkungsgrad erreicht werden.
Die Ausdrücke „radial“ und „axial“ werden im vorliegenden Dokument stets in Bezug auf die Rotationsachse des Rotors verwendet.
Die Leiteinrichtung kann den Rotor im Wesentlichen umschließen und Öffnungen zum Zuleiten des Luftstroms zum Rotor aufweisen.
Die Leiteinrichtung kann dafür eine zylindrische Grundform aufweisen, wobei die Öffnungen beispielsweise an der Mantelfläche der zylindrischen Grundform für eine tangentiale Anströmung des Rotors oder an stirnseitigen Deckflächen der zylindrischen Grundform für eine radiale Anströmung des Rotors angeordnet sein können.
Die Leiteinrichtung kann durch ein gehäuseähnliches Teil gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Leiteinrichtung durch Bürsten ausgebildet sein, deren Borsten so lang sind und so dicht angeordnet sind, dass ein Hindurchtreten des Luftstroms durch die Bürsten verhindert wird oder zumindest so effektiv unterdrückt wird, dass sich der gewünschte Strömungsweg einstellt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Es kann vorgesehen sein, dass sich durch die Leitvorrichtung eine im Wesentlichen homogene, radiale Durchströmung vorzugsweise aller Rotorblätter des Rotors einstellt. Unter einer im Wesentlichen homogenen, radialen Durchströmung ist eine nahezu symmetrische, radiale Durchströmung des Rotors unter Vernachlässigung der Strömungsabweichungen und Verteilungen aufgrund von Reibung zu verstehen, wobei alle Rotorblätter ungefähr der gleichen Strömung ausgesetzt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass sich durch das Gehäuse zusammen mit der Leiteinrichtung eine im Wesentlichen tangentiale Anströmung der Rotorblätter des Rotors einstellt.
Unter tangentialer Anströmung wird verstanden, dass der auf die Rotorblätter treffende Luftstrom quer zur Rotationsachse ausgerichtet ist und die Rotationsache nicht kreuzt - d.h. tangential zur Bewegung der Rotorblätter ausgerichtet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Leiteinrichtung den Rotor im Wesentlichen umschließt und/oder zumindest eine Öffnung zum Zuleiten des Luftstroms zum Rotor aufweist, wobei vorzugsweise der Luftstrom zwischen Gehäuse und der Leiteinrichtung geleitet wird und in Teil-Luftströme aufgeteilt wird, sodass mehrere Rotorblätter gleichzeitig angeströmt werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass wenigstens ein Rotorblatt - vorzugsweise alle Rotorblätter - um eine Achse radial zum Rotor kippbar gelagert sind. Es kann dabei vorgesehen sein, dass wenigstens eine Verstellvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Verstellvorrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Rotorblatt - vorzugsweise alle Rotorblätter - um eine Achse radial zum Rotor zu verkippen.
Somit kann es vorgesehen sein, dass durch eine Verkippung der Rotorblätter die Rotorblätter in Windrichtung einstellbar sind. Durch das Verkippen der Rotorblätter können diese zur optimalen Ausnutzung der Windkraft durch die Windkraftanlage beitragen und der Wirkungsgrad erhöht werden.
Eine möglichst senkrechte Einstellung der Rotorblätter zur Windrichtung (bei welcher eine Wirkfläche der Rotorblätter - projizierend in Windrichtung - maximiert wird) führt zu einem erhöhten Wirkungsgrad. Weiters wird die Möglichkeit generiert, die Rotorblätter (vorzugsweise an Positionen, bei welchen die Rotorblätter quer oder sogar gegen die Windrichtung laufen) einzuklappen, sodass sie eine möglichst geringe Gegenkraft zur Betriebsrichtung des Rotors einleiten.
Beim Einklappen der Rotorblätter gilt es, die Wirkfläche der Rotorblätter - die in Windrichtung projizierte Fläche der Rotorblätter - zu minimieren.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Verstellvorrichtung als eine - vorzugsweise an eine Rotation des Rotors gebundene - zwangsgesteuerte Verstellvorrichtung ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise durch eine statisch angeordnete Kulisse erfolgen, wobei die Rotorblätter an dieser Kulisse (Steuerkurve) geführt werden. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Verstellvorrichtung durch steuerbare Stellmotoren ausgebildet ist, wobei vorzugsweise für ein jedes Rotorblatt ein separater Stellmotor vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine im Wesentlichen kugelförmige oder ellipsoide Innenform aufweist. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse durch eine dünnwandige Bauform innen und außen die gleiche Form aufweist. Dies kann beispielsweise durch eine Blechkonstruktion erreicht werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse wenigstens eine Einlassöffnung aufweist, welche an einer der Windrichtung zugewandten Seite des Gehäuses angeordnet ist. Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass von der als Gehäuse ausgebildeten Leitvorrichtung die Strömung von der Einlassöffnung an den Rotor geleitet wird. Die Einlassöffnung kann durch eine einzelne Öffnung verwirklicht werden oder durch eine Vielzahl kleinerer Öffnungen, welche in Summe die gesamte Einlassöffnung bilden. Auch Ausgestaltungen sind denkbar, bei welchen in der Einlassöffnung oder den Öffnungen Netze oder Gitter angeordnet sind, welche durch den Wind beförderte Objekte vor dem Rotor oder den Rotorblättern aufhält (bevor diese Objekte Beschädigungen anrichten können).
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Gehäuse an der wenigstens einen Einlassöffnung eine Windfangeinrichtung aufweist. Eine solche Windfangeinrichtung kann beispielsweise trichterförmig ausgebildet sein und im Bereich der Einlassöffnung die angrenzende Strömung ebenfalls in Richtung der Einlassöffnung leiten, sodass sich gegebenenfalls im Bereich der Einlassöffnung ein Überdruck bildet. Eine Windfangeinrichtung kann beispielsweise aus Blechen gebildet sein, welche eine trichterförmige Einlassöffnung bilden und mit Hilfe der Windströmung einen Verdichter bilden.
Das Gehäuse kann - vorzugsweise an einer der Windrichtung abgewandten Seite - Überdruckklappen aufweisen. Diese Überdruckklappen können dazu ausgebildet sein, sich bei einem definierten im Gehäuse herrschenden Druck zu öffnen und somit das Gehäuse zu entlüften.
Überdruckklappen können dazu vorgesehen sein, dass bei einem starken Wind die Windkraftanlage von einer Überbelastung geschützt wird, sodass bei einem zu hohen im Gehäuse wirkenden Druck der Rotor nicht zu hohe Drehzahlen erreicht. Demzufolge können auftretende Beschädigungen des Rotors oder der Rotorblätter vermieden werden, indem sich die Klappen öffnen und ein Überdruck im Gehäuse abgebaut wird.
Überdruckklappen können beispielsweise durch eine Federbetätigung gesteuert sein, wobei eine definierte - gegebenenfalls vorgespannte - Federkraft durch einen herrschenden Druck überschritten werden muss, sodass sich die Überdruckklappen öffnen (anders ausgedrückt: die Überdruckklappen aufgedrückt werden).
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich durch die Leitvorrichtung ein Durchströmen des Rotors von Innen nach Außen ergibt. „Innen“ und „Außen“ definiert sich dabei durch die radiale Lage bezogen auf den Rotor. Demzufolge ist zu verstehen, dass durch die Leiteinrichtung eine Strömung eines Windes nah eines Rotationsmittelpunktes des Rotors geleitet wird, wobei die Strömung in radialer Richtung die Rotorblätter nach „außen“ hin durchdringt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Leitvorrichtung wenigstens einen Einlenkkörper aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, den Luftstrom von innen auf eine Richtung quer zu der Rotationsachse umzuleiten. Der wenigstens eine Einlenkkörper kann beispielsweise im Inneren des Rotors angeordnet sein.
Vorzugsweise ist eine Vielzahl an Einlenkkörpern vorgesehen. Diese Einlenkkörper können bevorzugt in einer Umfangsrichtung bezüglich der Rotationsachse gleichmäßig verteilt sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Windkraftanlage eine rotatorische Lagerung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Windkraftanlage in Windrichtung auszurichten. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die gesamte Windkraftanlage auf einem als rotatorische Lagerung ausgebildeten Drehtisch angeordnet ist, wobei der Drehtisch durch eine Rotation die Windkraftanlage stets in Windrichtung ausrichtet, sodass beispielsweise die Einlassöffnung immer direkt projizierend zu einer Windrichtung steht.
Die Windkraftanlage kann vorzugsweise wenigstens ein Leitwerk und/oder eine Finne aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, die Windkraftanlage in Windrichtung auszurichten.
Die Windkraftanlage kann vorzugsweise wenigstens eine Ausrichtvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, die Windkraftanlage in Windrichtung auszurichten. Die wenigstens eine Ausrichtvorrichtung kann beispielsweise wenigstens einen Stellmotor aufweisen, welcher dazu ausgebildet ist, die Windkraftanlage durch eine Rotationsbewegung auszurichten.
Es kann vorgesehen sein, dass die Rotorblätter kippbar und/oder mit variabler Geometrie ausgestaltet sind. Durch eine kippbare Anordnung der Rotorblätter und/oder eine variable Geometrie der Rotorblätter kann der Wirkungsgrad der Windkraftanlage variiert werden.
Bei einer schwachen Strömung des Windes können die Rotorblätter „flach gelegt“ werden, um auch schon bei minimalen Windgeschwindigkeiten einen maximalen Nutzen zu ziehen. Hingegen können bei einer starken Strömung des Windes (und einem hohen Volumendurchsatz) die Rotorblätter „steil gestellt“ werden. Unter einer flachen Stellung der Rotorblätter ist zu verstehen, dass die Rotorblätter eine möglichst große projizierende Fläche gegenüber der Windrichtung aufweisen, wobei bei einer steilen Stellung der Rotorblätter eine möglichst geringe projizierende Fläche in Windrichtung realisiert wird.
Eine variable Geometrie der Rotorblätter kann beispielsweise wie bei einer Flugzeugtragfläche ausgestaltet sein, wobei durch Strömungsklappen und/oder Flöhenruder die Geometrie der Tragfläche veränderbar ist.
Vorzugsweise können zwölf Rotorblätter vorgesehen sein, welche beispielsweise gleichmäßig über den Umfang des Rotors aufgeteilt sind.
Es kann vorgesehen sein, dass sich die Rotorblätter in radialer Richtung überlappen. Durch eine überlappende Anordnung ist eine maximale Ausnützung der Windkraft möglich, indem in radialer Richtung des Rotors die projizierende Fläche in Windrichtung, welche durch die Rotorblätter gebildet wird, vollkommen geschlossen ist und somit in Windrichtung eine Strömung keine Möglichkeit hat, durch den Rotor durchzutreten ohne diesen auch anzutreiben.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Rotorblätter mit einer Schaufel- Geometrie ausgestaltet sind.
Eine einfache flache Geometrie der Rotorblätter ist aber natürlich auch im Sinne der Erfindung.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Rotor grob in zylindrischer Form ausgebildet ist, wobei die den Zylinder ausbildenden Rotorblätter vorzugsweise einen Leerraum umschließen.
Es kann wenigstens ein weiteres Gehäuseteil vorgesehen sein, welches weitere Gehäuseteil dazu ausgebildet ist, die Abluft des Rotors - vorzugsweise an einer der Windrichtung abgewandten Seite des Gehäuses - abzuführen. Das weitere Gehäuseteil kann direkt mit der Leiteinrichtung verbunden sein.
Die Abfuhr kann beispielsweise über eine Auslassöffnung erfolgen. Die Abfuhr kann besonders bevorzugt an einer der Windrichtung abgewandten Seite des Gehäuses erfolgen, wobei an der der Windrichtung abgewandten Seite des Gehäuses durch die Strömung des Windes ein Unterdrück als Sogeffekt genutzt werden kann, um aus dem Gehäuse Luft zu ziehen und somit zusätzlich die Strömung durch das Gehäuse und somit durch den Rotor zusätzlich zu fördern. Es kann wenigstens ein Generator zur Erzeugung elektrischer Energie mit der Antriebswelle verbunden sein.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Rotor wenigstens zwei kreisringförmig ausgebildete Bauteile aufweist, zwischen welchen zwei kreisförmig ausgebildeten Bauteilen - vorzugsweise in Umfangnähe - die Rotorblätter angeordnet sind.
Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der wenigstens zwei Bauteile - vorzugsweise über wenigstens eine Strebe - mit der Antriebswelle verbunden ist. Des Weiteren wird Schutz begehrt für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise Personen- oder Lastkraftwagen, mit einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage.
Eine Windkraftanlage kann durch ihren Einsatz bei einem Kraftfahrzeug dazu genutzt werden Fahrtwind in elektrische Energie umzusetzen und beispielsweise in das Boardsystem des Kraftfahrzeuges eingespeist werden. Somit kann, beispielsweise beim Bergabfahren, ein Teil der Fahrtluft in elektrische Energie umgesetzt werden. Weitere Einzelheiten und Ausführungsformen der Erfindung sind anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung ersichtlich. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage, Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Draufsicht der Fig. 1 ,
Fig. 4 eine Frontalansicht der Fig. 1 ,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Windkraftanlage,
Fig. 6 eine Seitenansicht der Fig. 5,
Fig. 7 eine Draufsicht der Fig. 5, und
Fig. 8 eine Frontalansicht der Fig. 5.
Fig. 9 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage, Fig. 10 eine Seitenansicht der Fig. 9,
Fig. 11 eine Draufsicht der Fig. 9,
Fig. 12 eine Frontalansicht der Fig. 9
Fig. 13-16 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage,
Fig. 17 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage,
Fig. 18, 19 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Windkraftanlage
Fig. 20 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Windkraftanlage,
Fig. 21 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 20,
Fig. 22 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 20,
Fig. 23 eine Frontalansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 20,
Fig. 24 eine Detailansicht der Ausführungsbeispiels aus Fig. 20,
Fig. 25 eine Explosionsdarstellung der Fig. 24,
Fig. 26 einen Lastkraftwaagen mit einer Ausführungsvariante einer Windkraftanlage, Fig. 27-28 isolierte Ansichten der Windkraftanlage aus Fig. 26,
Fig. 29 einen Personenkraftwagen mit einer Ausführungsvariante einer Windkraftanlage,
Fig. 30-31 isolierte Ansichten der Windkraftanlage aus Fig. 29 und Fig. 32 ein Ausführungsbeispiel mit zwei Windkraftanlagen. Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1 in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung.
Diese Windkraftanlage 1 kann über eine Befestigungsplatte 19 an einem Untergrund befestigt werden, wobei ein Turm, ein Dach einer Lagerhalle, ein Dach eines Hauses oder eine andere Unterlage geeignet ist. Vorzugsweise ist die Windkraftanlage 1 über die Befestigungsplatte 19 im Untergrund verankert.
Die Windkraftanlage 1 ist über die rotatorische Lagerung 12 an der Befestigungsplatte 19 rotatorisch angeordnet und weist ein Gehäuse 7 und einen damit verbundenen Rahmen 20 auf.
Der Rahmen 20 ist mit zwei Finnen 14 und einem drehbaren Leitwerk 13 verbunden, wodurch eine Ausrichtung der Windkraftanlage 1 in Windrichtung vorgenommen werden kann.
Demzufolge wird die Windkraftanlage 1 mit der Einlassöffnung 8 des Gehäuses 7 durch die Finnen 14 und das Leitwerk 13 immer so durch die Windrichtung 3 ausgerichtet, dass der Wind (genauer gesagt die Strömung des Windes) direkt - vorzugsweise senkrecht - in die Einlassöffnung 8 eintritt.
Im Gehäuse 7 ist im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 die Leiteinrichtung 23 angeordnet, wobei das Gehäuse 7 die Leitvorrichtung 23 umschließt und der Rotor 4 innerhalb der Leiteinrichtung 23 angeordnet ist.
Im Gehäuse 7 ist der Rotor 4 über das Gehäusegestell 21 gelagert, wobei der Rotor 4 durch zwei Bauteile 17 gebildet wird, zwischen welchen zwei Bauteilen 17 die Rotorblätter 5 angeordnet sind.
Der Rotor 4 ist über Streben 18 mit der Antriebswelle 6 verbunden, wobei durch den Rotor 4 eine Windrichtung - genauer gesagt: durch die Strömung des Windes - eine Rotationsenergie auf die Antriebswelle 6 übertragen wird. Die Rotorblätter 5 des Rotors 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel axial ausgerichtet und von einer Luftströmung durchströmt.
Die Rotationsenergie der Antriebswelle 6 wird direkt an den Generator 16 weitergeleitet, welcher die Rotationsenergie in elektrische Energie umsetzt.
Des Weiteren ist ein weiteres Gehäuseteil 15 vorgesehen, welches die Luft vom Rotor 4 nach Durchströmen wieder aus dem Gehäuse 7 durch die Auslassöffnung 9 ableitet. Die Auslassöffnung 9 ist an einer von der Windrichtung 3 abgewandten Seite des Gehäuses
7 angeordnet.
Zusätzlich sind an der Einlassöffnung 8 - genauer gesagt: am Umfang der Einlassöffnung
8 - Bleche angeordnet, welche eine Windfangeinrichtung 10 darstellen.
Die Windfangeinrichtung 10 ist dermaßen ausgebildet, dass sie projizierend zur Windrichtung 3 zusätzlich Strömung angrenzend an die Einlassöffnung 8 in die Einlassöffnung 8 einleitet, wodurch ein Überdruck an der Einlassöffnung 8 generiert werden kann.
Zur weiteren Erklärung des Strömungsverlaufes durch das Gehäuse 7 wird auch auf die Figuren 2 und 3 verwiesen, wobei in Fig. 2 eine seitliche Schnittdarstellung der Fig. 1 dargestellt ist und Fig. 3 eine Draufsicht auf die Fig. 1 zeigt.
Nach Eintreten der Luftströmung durch die Einlassöffnung 8, wobei die Luftströmung in Windrichtung 3 in die Einlassöffnung 8 eingeblasen wird, wird durch die Leitvorrichtung 23 und das Gehäuse 7 die Strömung in das Zentrum des Rotors 4 geleitet. Die Luftströmung wird somit zwischen Leiteinrichtung 23 und Gehäuse 7 ins Zentrum des Rotors 4 geleitet.
Die umgeleiteten Teil-Luftströme treffen im Inneren des Rotors 4 zusammen und durchströmen anschließend die Rotorblätter 5 radial. Optional kann der Luftstrom nur von einer Seite axial ins Innere des Rotors 4 gelangen und durch die Leiteinrichtung 23 in radiale Richtung umgelenkt werden. Von diesem Zentrum des Rotors 4 strömt der Wind durch die Rotorblätter 5 des Rotors 4 radial nach außen.
Die Rotorblätter 5 (wie sehr gut in Fig. 2 zu erkennen ist) überlappen sich dabei gegenseitig in radialer Richtung, wodurch eine optimale Umsetzung der Strömung in eine Rotationsenergie des Rotors 4 gewährleistet wird.
Nach Durchströmen der Rotorblätter 5 wird die Strömung an Luft durch das weitere Gehäuseteil 15 aufgefangen und über die Auslassöffnung 9 abgeleitet, welche sich an einer abgewandten Seite des Gehäuses 7 von der Windrichtung 3 befindet.
Das weitere Gehäuseteil 15 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch die innere Oberfläche der Leiteinrichtung 23 ausgebildet.
Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass sich durch die Umströmung des Windes an der abgewandten Seite der Windrichtung 3 des Gehäuses 7 ein leichter Unterdrück bildet, welcher eine zusätzliche Sogwirkung auf die Auslassöffnung 9 ausübt, wodurch des Weiteren die Strömung durch das Gehäuse 7, 15 und den Rotor 4 gefördert wird.
Weiters weist das Gehäuse 7 (hierbei ist auf Fig. 2 zu verweisen) Überdruckklappen 11 auf, welche durch eine Feder vorgespannt sind.
Wenn nun der Druck im Gehäuse 7 ein definiertes Druckmaximal überschreitet, öffnen sich die Überdruckklappen 11 , da der Druck, welcher auf die Klappen 11 wirkt, in einer Kraft auf die Federn resultiert, welche die Vorspannung übertrifft und somit eine Öffnung der Überdruckklappen 11 bewirkt.
Durch dieses Öffnen bei Überdruck kann das Gehäuse 7 entlüftet werden und eine Begrenzung geschaffen werden, sodass der Rotor 4 bei hohen Windgeschwindigkeiten nicht zunehmend in seiner Geschwindigkeit beschleunigt wird, bis eine Beschädigung auftritt. Fig. 4 zeigt eine Frontalansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Fig. 1 , wobei die einzelnen inneren Teile der Windkraftanlage 1 nochmals gut durch die Einlassöffnung 8 erkennbar sind.
Die Fig. 5 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Windkraftanlage 1 , wobei Fig. 5 eine geschnittene perspektivische Seitenansicht zeigt.
Die Rotorblätter 5 des Rotors 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel radial ausgerichtet und von einer Luftströmung tangential angeströmt.
Entgegen dem zuvor gezeigten Beispiel werden im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 der Rotor 4 und die Rotorblätter 5 tangential angeströmt.
Durch das Gehäuse 7 wird die Strömung überden Umfang der Leiteinrichtung 23 verteilt, wobei die Strömung durch die zwei Öffnungen der Leiteinrichtung 23 an die Rotorblätter 5 des Rotors 4 weitergeleitet wird und anschließend die Strömung über die Auslassöffnung 9 und das weitere Gehäuseteil 15 aus der Windkraftanlage 1 abgeleitet wird.
Die Abdichtung zwischen Rotor 4 und weiterem Gehäuse 15 erfolgt durch Bürsten 22.
Zum einen wird der durch die Einlassöffnung 8 eintretende Luftstrom direkt über eine Öffnung der Leiteinrichtung 23 tangential an die Rotorblätter 5 weitergeleitet.
Ein weiterer Teil des durch die Einlassöffnung 8 eintretenden Luftstroms wird zwischen dem Gehäuse 7 und der Leiteinrichtung 23 an eine weitere (hintere) Öffnung der Leiteinrichtung geleitet, wobei durch diese weitere (hintere) Öffnung der Leiteinrichtung der Luftstrom an die Rotorblätter 5 herantritt.
Der Luftstrom wird von der weiteren (hinteren) Öffnung der Leiteinrichtung durch die Rotationsbewegung des Rotors 4 und der Rotorblätter 5 bis zu einem Durchgang 24 in der Leiteinrichtung 23 getragen, durch welchen zumindest ein Teil des Luftstromes aus dem Rotor 4 in ein weiteres Gehäuseteil 15 entweichen kann, welches diesen Teil des Luftstromes über die Auslassöffnung 9 aus dem Gehäuse 7 hinausführt.
Die Bürsten 22 im Bereich der Öffnungen der Leiteinrichtung 23 dienen der Abdichtung zwischen Rotor 4 (genauer gesagt den Rotorblättern 5) und der Leiteinrichtung 23.
Fig. 6 stellt eine seitliche Schnittdarstellung und Fig. 7 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 dar. Fig. 8 zeigt eine Frontalansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 5.
Die übrigen Teile des Ausführungsbeispiels der Fig. 6 bis 8 entsprechen denen der Fig. 1 bis 4.
Die Figuren 9 bis 12 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1. Fig. 10 stellt eine seitliche Schnittdarstellung und Fig. 11 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 9 dar. Fig. 12 zeigt eine Frontalansicht des dritten Ausführungsbeispiels der Fig. 9.
Das Ausführungsbeispiel der Figuren 9 bis 12 entspricht im Wesentlichen dem der Fig. 6 bis 8 mit dem Unterschied, dass die Rotorblätter 5 eine schaufelförmige Gestalt aufweisen, wodurch der Wirkungsgrad der Windkraftanlage 1 erhöht werden kann.
Die Figuren 13 bis 16 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1 , wobei Fig. 15 eine seitliche Schnittdarstellung und Fig. 16 eine Frontalansicht des vierten Ausführungsbeispiels der Fig. 13 zeigt.
Das in den Fig. 13 bis 16 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Windkraftanlage 1 umfasst Rotorblätter 5, welche um eine Achse radial zum Rotor 4 kippbar ausgestaltet sind.
Durch die Verstellvorrichtung 25 lassen sich die Rotorblätter verkippen. Die Verstellvorrichtung 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine an die Rotation des Rotors 4 gebundene zwangsgesteuerte Verstellvorrichtung 25 ausgebildet. Zur näheren Erklärung dieses Ausführungsbeispiels einer zwangsgesteuerten Verstellvorrichtung 25 wird auf die Fig. 14 verwiesen, welche eine vergrößerte Detailansicht der Fig. 13 im Bereich der Verstellvorrichtung 25 zeigt.
Die hier dargestellte Verstellvorrichtung 25 verfügt über ein Führungsteil 26, welches Führungsteil 26 bewegungsschlüssig über das Verstellvorrichtungsgehäuse 29 mit dem Gehäusegestell 21 verbunden ist.
Die Rotorblätter 5 dieses Ausführungsbeispiels sind um die Rotorblattwelle 32 kippbar an der Antriebswelle 6 gelagert, wobei eine Rotation der Rotorblätter 5 um die Antriebswelle 6 (und somit um die Rotationsachse 2) über die Rotorblattwellen 32 auf die Antriebswelle 6 übertragen wird.
Die Rotorblattwellen 32 sind über die Lagerelemente 30 gegenüber dem Gehäuse 7 gelagert, sodass die Rotorblätter 5 bei einer Verkippung um die Rotorblattwellen 32 ausreichend gestützt sind.
An dem statisch gelagerten Führungsteil 26 erstreckt sich entlang des Umfanges 28 eine als Ausnehmung 31 ausgebildete Führungskulisse. In der Führungskulisse sind die Führungselemente 33 angeordnet, welche mit den Steuerungselementen 27 verbunden sind.
Die Führungselemente 33 sind wiederum bewegungsschlüssig an den Rotorblattwellen 32 angeordnet, wobei eine Verkippung der Führungselemente 33 zwangsläufig auch zu einer Verkippung der Rotorblätter 5 führt.
Wenn nun die Rotorblätter 5 (angetrieben durch die Windkraft) um die Antriebswelle 6 (und somit um die Rotationsachse 2) rotieren, werden die Führungselemente 33 in der Ausnehmung 31 des Führungsteils 26 geführt. Durch die geometrische Ausgestaltung der Ausnehmung 31 (genau genommen die Veränderung der axialen Position bezogen auf die Rotationsachse 2 der Ausnehmung 31 entlang des Umfanges 28) ergibt sich eine Verkippung der Steuerungselemente 27. Durch die Verkippung der Steuerungselemente 27 verkippen auch die Rotorblattwellen 32 und die Rotorblätter 5. Zusammengefasst kann somit festgestellt werden, dass eine Verkippung der Rotorblätter 5 über die zwangsgesteuerte Verstellvorrichtung 25 erfolgt.
Durch eine Verkippung der Rotorblätter 5 werden die Rotorblätter bezüglich der Windrichtung 3 eingestellt. Durch das Verkippen der Rotorblätter 5 können diese zur optimalen Ausnutzung der Windkraft durch die Windkraftanlage 1 beitragen und der Wirkungsgrad wird erhöht.
Eine möglichst senkrechte Einstellung der Rotorblätter 5 zur Windrichtung 3 (bei welcher eine Wirkfläche der Rotorblätter 5 - projizierend in Windrichtung 3 - maximiert wird) führt zu einem erhöhten Wirkungsgrad.
Weiters wird die Möglichkeit generiert, die Rotorblätter 5 (vorzugsweise an Positionen, bei welchen die Rotorblätter 5 quer oder sogar gegen die Windrichtung 3 laufen) einzuklappen, sodass sie eine möglichst geringe Gegenkraft zur Betriebsrichtung des Rotors 4 einleiten.
Fig. 17 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1 , wobei die Windkraftanlage 1 auf einem Turm 35 angeordnet ist.
Diese Turmanwendungen sind vor allem von Offshore-Windparks bekannt, bei welchen Windkraftanlagen 1 auf Türmen zwischen 20 und 50 m (oder sogar höher) angeordnet sind.
Diese Türme 35 sind in der Regel hohl ausgebildet, wobei in der Ausführungsvariante der Fig. 17 der Turm 35 und dessen Kaminwirkung ebenfalls durch die Windkraftanlage 1 genützt wird.
So kann an windstillen Tagen über die Verschlussvorrichtung 34 die Einlassöffnung 8 geschlossen werden und eine fluide Strömung, welche durch die Kaminwirkung des Turmes 35 erzeugt wird, in das Gehäuse 7 der Windkraftanlage 1 geleitet werden. Auch die Eintrittsöffnung des Turmes 35 in das Gehäuse 7 verfügt über eine Verschlussvorrichtung 34, sodass - wenn die Einlassöffnung 8 geöffnet ist - der über die Einlassöffnung eintretende Wind nicht über den Turm 35 abgeleitet wird, sondern die Windkraftanlage 1 durchläuft und über das weitere Gehäuseteil 15 verlässt.
Diese Verschlussvorrichtungen 34, welche in Fig. 17 gezeigt sind, sind in diesem konkreten Ausführungsbeispiel durch Rolltore verwirklicht.
Die fluide Strömung über den Turm 35 wird insofern verwirklicht, dass in einem unteren Bereich des Turmes 35 über Einlassöffnungen Luft in den Turm 35 gelangt und innerhalb des Turmes 35 erwärmt wird. Nach den thermodynamischen Grundgesetzen steigt die erwärmte Luft auf, wodurch sich eine Strömung bildet, welche durch die Windkraftanlage 1 genützt werden kann.
Die Windkraftanlage 1 ist wiederum gemäß des Ausführungsbeispiels der Figuren 9 bis 12 ausgebildet, wobei die Leiteinrichtung 23 den Luftstrom an die Rotorblätter 5 über die Durchgänge 24 leitet.
Die Figuren 18 und 19 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1 , wobei Fig. 18 eine Seitenansicht der Windkraftanlage darstellt und Fig. 19 eine Frontalansicht.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 18 und 19 ist das Gehäuse 7 der Windkraftanlage 1 als Leiteinrichtung 23 ausgebildet, wobei über die Durchgänge 24 ein Luftstrom an die Rotorblätter 5 des Rotors 4 herangeführt wird, um über den Rotor 4 die Antriebswelle 6 anzutreiben.
Wie bereits in den zuvor im Detail behandelten Windkraftanlagen 1 wird anschließend der Luftstrom über das weitere Gehäuse 15 abgeleitet.
Um den Luftstrom optimal an die Rotorblätter 5 zu leiten, sind Windfangeinrichtungen 10 vorgesehen. Die hier gezeigte Windkraftanlage 1 ist wiederum auf einem Turm 35 angeordnet.
Die Windkraftanlage 1 ist wiederum über einen Rahmen 20 mit einem Leitwerk 13 und/oder einer Finne 14 verbunden, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit in diesen Figuren nicht dargestellt ist.
Die Fig. 20 zeigt ein sechstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Windkraftanlage 1 , wobei Fig. 20 eine geschnittene perspektivische Seitenansicht darstellt.
Fig. 21 stellt eine seitliche Schnittdarstellung und Fig. 22 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 20 dar. Fig. 23 zeigt eine Frontalansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 20.
Die Luftströmung tritt in diesem Ausführungsbeispiel durch die Einlassöffnung 8 in die Windkraftanlage 1 ein, wobei die Luftströmung in Windrichtung 3 in die Einlassöffnung 8 eingeblasen wird. Des Weiteren wird durch die Leitvorrichtung 23 und das Gehäuse 7 die Strömung in das Zentrum des Rotors 4 geleitet. Die Luftströmung wird somit zwischen Leiteinrichtung 23 und Gehäuse 7 ins Zentrum des Rotors 4 geleitet.
Die umgeleiteten Teil-Luftströme treffen im Inneren des Rotors 4 zusammen und durchströmen anschließend die Rotorblätter 5 radial. Optional kann der Luftstrom nur von einer Seite axial ins Innere des Rotors 4 gelangen und durch die Leiteinrichtung 23 in radiale Richtung umgelenkt werden.
Im Vergleich zu der Ausführungsform der Fig. 1 - 4 weist das Ausführungsbeispiel der Fig. 20 im inneren Bereich des Rotors 4 Einlenkkörper 36 auf.
Diese Einlenkkörper 36 sind in diesem Ausführungsbeispiel Teil der Leiteinrichtung 23 und vorzugsweise starr mit derselben verbunden.
Die Leiteinrichtung 23 setzt sich in diesem Ausführungsbeispiel daher in das Innere des Rotors 4 fort. Durch die keilförmig ausgebildeten Einlenkkörper 36 (sehr gut ersichtlich in Fig. 21 ) wird die einströmende Luftströmung umgelenkt und direkt an die Rotorblätter 5 des Rotors 4 weitergeleitet.
Durch die bogenförmig gestalteten, geneigten Einlenkkörper 36 kann somit die Luftströmung optimal an die Rotorblätter 5 angepasst werden, sodass die Wirkrichtung der Luftströmung möglichst quer oder nahezu normal auf die Rotorblätter 5 gerichtet wird, wodurch der Wirkungsgrad der Windkraftanlage 1 gesteigert werden kann.
Durch die keilförmige Ausgestaltung der Einlenkkörper 36, wobei sich die Einlenkkörper 36 in Windrichtung aufweiten, kann zusätzlich eine Beschleunigung der Windgeschwindigkeit vorgenommen werden. Durch diese Beschleunigung der Luftströmung kann die Drehzahl des Rotors 4 bei gleicher an die Windkraftanlage 1 angreifender Windgeschwindigkeit erhöht werden, was sich wiederum positiv auf den Wirkungsgrad der Windkraftanlage 1 auswirkt.
Die Rotorblätter 5 (wie sehr gut in Fig. 21 zu erkennen ist) überlappen sich dabei gegenseitig in radialer Richtung, wodurch eine optimale Umsetzung der Strömung in eine Rotationsenergie des Rotors 4 gewährleistet wird.
Nach Durchströmen der Rotorblätter 5 wird die Strömung an Luft durch das weitere Gehäuseteil 15 aufgefangen und über die Auslassöffnung 9 abgeleitet, welche sich an einer abgewandten Seite des Gehäuses 7 von der Windrichtung 3 befindet.
Das weitere Gehäuseteil 15 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch die innere Oberfläche der Leiteinrichtung 23 ausgebildet.
Die durch Fig. 22 dargestellte Draufsicht (welche das Ausführungsbeispiel der Fig. 20 bis 23 in einem horizontalen Schnitt zeigt) lässt erkennen wie die Vielzahl an keilförmig ausgestalteten Einlenkkörper 36 im inneren Bereich des Rotors 4 angeordnet sind, wobei die Rotorblätter 5 die Einlenkkörper 36 umgeben. Fig. 24 zeigt eine Detailansicht der zentralen Anordnung der Einlenkkörper 36 im Rotor 4 des Ausführungsbeispiels der Fig. 20 bis 23. Durch Fig. 25 ist eine Explosionsdarstellung der Fig. 24 gezeigt.
Durch die Fig. 24 und 25 ist ausführlich zu erkennen, wie die Windrichtung 3 von innen nach außen die Rotorblätter 5 durchläuft, um den Rotor 4 in eine Rotationsbewegung zu versetzen.
Die durch die Leiteinrichtung 23 in das Innere des Rotors 4 geleitete Luft wird durch die mit der Leiteinrichtung 23 starr verbundenen Einlenkkörper 36 an die Rotorblätter 5 weitergeleitet.
Die Rotorblätter 5 des Rotors 4 sind in radialer Richtung umgebend zu den Einlenkkörpern 36 angeordnet.
Durch die Durchströmung der Rotorblätter 5 wird der Rotor 4 und somit die starr mit dem Rotor 4 verbundene Antriebswelle 6 in eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 2 versetzt, wobei der an die Antriebswelle 2 angebundene Generator 16 angetrieben wird.
Die Rotorblätter 5 können vorzugsweise verstellbar angeordnet sein, wobei sie entlang ihrer Längsachse verkippbar am Rotor 4 gelagert sein können.
Nach Durchlaufen der Rotorblätter 5 des Rotors 4 wird die Strömung durch das weitere Gehäuseteil 15 über Auslassöffnung 9 der Windkraftanlage abgeführt.
Die übrigen Teile des Ausführungsbeispiels der Fig. 20 bis 23 entsprechen denen der Fig. 1 bis 4.
Fig. 26 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeuges 37 - genauer gesagt: eines Lastkraftwagens 38 (im Folgenden nur noch als LKW bezeichnet) - mit einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel einer Windkraftanlage 1 . Dieser LKW 38 weist an der Vorderseite - der in Fahrtrichtung dem Fahrtwind zugewandten Seite des LKWs 38 - zwei Einlassöffnungen 8 auf, welche über ein Kanalsystem den Fahrtwind des LKWs 38 zu der Windkraftanlage 1 führt.
Diese Windkraftanlage 1 ist dabei an der Rückseite eines Führerhauses des LKWs 38 angeordnet, wobei wiederum über die Leiteinrichtung die Luftströmung - genauer gesagt: der Fahrtwind - über Einlenkkörper 36 an einen Rotor 4 der Windkraftanlage 1 geleitet wird. Nach Durchlaufen des Rotors und Antreiben des Rotors 4 wird die Strömung über das Gehäuse 7 an seitlich am LKW 38 angeordnete Auslassöffnungen 9 abgeleitet.
Der Rotor 4 treibt mit seiner Rotation wiederum eine Antriebswelle 6 an, welche mit dem Getriebe 40 verbunden ist. Mittels des Getriebes 40 kann eine Übersetzung der Rotorrotation vorgenommen werden und anschließend ein Generator 16 angetrieben werden.
Die Figuren 27 und 28 zeigen das Ausführungsbeispiel der Windkraftanlage 1 aus Fig. 26 in Isolation, wobei der in Fig. 28 gekennzeichnete Schnitt A-A in Fig. 27 dargestellt ist.
So ist zu erkennen, dass über die zentrische Einlassöffnung 8 der Windkraftanlage 1 die Luftströmung in die Windkraftanlage 1 eintreten kann.
Anschließend wird die Luftströmung über die Einlenkkörper 36 an den Rotor 4 weitergeleitet, wobei die Luftströmung den Rotor 4 rotatorisch antreibt.
Die Einlenkkörper 36 weißen eine konische Form auf (siehe hierzu Fig. 27), wobei durch den sinkenden Strömungsquerschnitt zwischen den einzelnen Einlenkkörpern 36 in Richtung des Rotors 4 die Strömungsgeschwindigkeit der Luft (Düsenähnlich) erhöht werden kann.
Der rotierende Rotor 4 generiert eine Rotationsbewegung, welche über die Antriebswelle an den Generator 16 weitergegeben wird. Nach radialem Durchströmen der Luftströmung des Rotors 4 wird die Luftströmung durch das Gehäuse 7 an die seitlichen Auslassöffnungen 9 geleitet, an welchen sie die Windkraftanlage 1 wieder verlässt.
Fig. 29 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 37 - genauer gesagt: eines Personenkraftfahrzeugs (im Folgenden als PKW bezeichnet) - mit einer Windkraftanlage 1.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Windkraftanlage 1 in einem vorderen Ende des PKWs integriert, wobei über ein Karosseriebauteil 41 des PKWs 39 der Windkraftanlage 1 eine Luftströmung - genauer gesagt: ein Fahrtwind - zugeführt werden kann.
Dieses Karosseriebauteil 41 ist hinter der Frontpartie, bestehend aus Scheinwerfer 44 und Kühlergrill 43 und gegebenenfalls eines Kühlers, vorgesehen.
Über das Gehäusebauteil 42 des Gehäuses 7 und der Eintrittsöffnung 8 kann die Luftströmung den Einlenkkörpern 36 zugeführt werden, welche die Luftströmung zielgerichtet an die Rotorblätter des Rotors 4 weiterleiten kann. Nach radialem Durchströmen des Rotors 4 wird die Luftströmung über das Gehäuse 7 und die in den Radkästen angeordneten Auslassöffnungen 9 an die Umgebung abgeleitet.
Der Rotor 4 treibt wiederum über die Antriebswelle einen Generator 16 an.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 29 ist in Isolation zur besseren Verdeutlichung in den Figuren 30 und 31 dargestellt, wobei die Windkraftanlage 1 noch mit einer zusätzlichen Windfangeinrichtung 10 gezeigt ist.
Durchaus denkbar wäre jedoch auch ein Ausführungsbeispiel bei einem Kraftfahrzeug 37, insbesondere einem PKW oder Motorrad, bei welchem die Windkraftanlage 1 im Heckbereich des Kraftfahrzeuges 37angeordnet ist, wobei sich die Eintrittsöffnungen 8 beispielsweise in einem hinteren Kotflügelbereich der Hinterräder befinden können. Eine solche Ausgestaltung könnte besonders bei heckangetriebenen Sportfahrzeugen vorteilhaft sein.
Besonders vorteilhaft könnten Windkraftanlagen 1 bei Elektrofahrzeugen (Lastkraftfahrzeuge, Personenkraftfahrzeuge oder Motorräder) genutzt werden, wobei (beispielsweise bei Bergabfahrten) elektrisch Energie über die Windkraftanlage 1 an einen elektrischen Speicher des Fahrzeuges rekuperiert werden könnte.
Fig. 32 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zwei Windkraftanlagen 1, welche in einem Gehäuse 7 integriert sind.
Die Windkraftanlagen 1 weisen in diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine Eintrittsöffnung 8 auf, über welche eine Luftströmung in Windrichtung 3 in das Gehäuse 7 eintreten kann.
Anschließend wird die Windrichtung 3 über die Einlenkkörper 36 an die Rotorblätter 5 der Rotoren 4 weitergeleitet, wobei die Rotoren 4 durch die Strömung rotatorisch angetrieben werden. Die Rotoren 4 sind beide mit der Antriebswelle 6 verbunden, wobei über die Antriebswelle 6 die Rotationsbewegung beispielsweise über einen Generator abgenommen werden kann und in eine elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Bezugszeichenliste:
1 Windkraftanlage
2 Rotationsachse
3 Windrichtung
4 Rotor
5 Rotorblätter
6 Antriebswelle
7 Gehäuse
8 Einlassöffnung
9 Auslassöffnung
10 Windfangeinrichtung
11 Überdruckklappe
12 Lagerung
13 Leitwerk
14 Finne
15 weiteres Gehäuseteil
16 Generator
17 Bauteil
18 Strebe
19 Befestigungsplatte
20 Rahmen
21 Gehäusegestell
22 Bürsten
23 Leiteinrichtung
24 Durchgang
25 Verstellvorrichtung
26 Führungsteil
27 Steuerungselemente
28 Umfang des Führungsteils
29 Verstellvorrichtungsgehäuse
30 Lagerelemente
31 Ausnehmung
32 Rotorblattwelle
33 Führungselemente
34 Verschlussvorrichtung
35 Turm
36 Einlenkkörper
37 Kraftfahrzeug
38 Lastkraftwaagen
39 Personenkraftwaagen
40 Getriebe
41 Karosseriebauteil Gehäusebauteil Kühlergrill Scheinwerfer

Claims

Patentansprüche:
1. Windkraftanlage zum Erzeugen von Rotationsenergie, wobei
- ein Rotor (4) mit einer Rotationsachse (2) vorgesehen ist, welcher Rotor (4) durch einen von Wind erzeugten Luftstrom antreibbar ist,
- der Rotor (4) eine Vielzahl von sich axial und/oder radial erstreckenden Rotorblättern (5) aufweist und
- der Rotor (4) mit einer Antriebswelle (6) zur Entnahme der Rotationsenergie verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Windkraftanlage (1) ein Gehäuse (7) und eine Leiteinrichtung (23) aufweist, wobei der Rotor (4) innerhalb der Leiteinrichtung (23) angeordnet ist und das Gehäuse (7) zusammen mit der Leiteinrichtung (23) dazu ausgebildet ist, den Luftstrom so zu leiten, dass der Rotor (4) quer zur Rotationsachse (2) angeströmt wird.
2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch das Gehäuse (7) zusammen mit der Leiteinrichtung (23) eine im Wesentlichen radiale Durchströmung, vorzugsweise aller Rotorblätter (5) des Rotors (4), einstellt.
3. Windkraftanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch das Gehäuse (7) zusammen mit der Leiteinrichtung (23) eine im Wesentlichen tangentiale Anströmung der Rotorblätter (5) des Rotors (4) einstellt.
4. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (23) den Rotor (4) im Wesentlichen umschließt und/oder zumindest eine Öffnung zum Zuleiten des Luftstroms zum Rotor (4) aufweist, wobei vorzugsweise der Luftstrom zwischen Gehäuse (7) und der Leiteinrichtung (23) geleitet wird und in Teil-Luftströme aufgeteilt wird, sodass mehrere Rotorblätter (5) gleichzeitig angeströmt werden.
5. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rotorblatt (5) - vorzugsweise alle Rotorblätter (5) - um eine Achse radial zum Rotor (4) kippbar gelagert ist.
6. Windkraftanlage nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Verstellvorrichtung (25) vorgesehen ist, wobei die Verstellvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Rotorblatt (5) - vorzugsweise alle Rotorblätter (5) - um eine Achse radial zum Rotor (4) zu verkippen.
7. Windkraftanlage nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verstellvorrichtung (25) als eine - vorzugsweise an eine Rotation des Rotors (4) gebundene - zwangsgesteuerte Verstellvorrichtung (25) ausgebildet ist.
8. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) eine im Wesentlichen kugelförmige oder ellipsoide Innenform aufweist.
9. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) wenigstens eine Einlassöffnung (8) aufweist, welche an einer der Windrichtung (3) zugewandten Seite des Gehäuses (7) angeordnet ist.
10. Windkraftanlage nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) an der wenigstens eine Einlassöffnung (8) eine Windfangeinrichtung (10) aufweist.
11. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) - vorzugsweise an einer der Windrichtung (3) abgewandten Seite - Überdruckklappen (11) aufweist.
12. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch die Leitvorrichtung (23) ein Durchströmen des Rotors (4) von innen nach außen ergibt.
13. Windkraftanlage nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitvorrichtung (23) wenigstens einen Einlenkkörper (36) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, den Luftstrom von innen auf eine Richtung quer zu der Rotationsachse (2) umzuleiten.
14. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windkraftanlage (1) eine rotatorische Lagerung (12) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Windkraftanlage (1) in Windrichtung (3) auszurichten.
15. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windkraftanlage (1 ) wenigstens ein Leitwerk (13) und/oder eine Finne (14) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Windkraftanlage (1) in Windrichtung (3) auszurichten.
16. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorblätter (5) kippbar und/oder mit variabler Geometrie ausgestaltet sind.
17. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rotorblätter (5) in radialer Richtung überlappen.
18. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorblätter (5) mit einer Schaufel-Geometrie ausgestaltet sind.
19. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) im Wesentlichen als Zylinder ausgebildet ist, wobei die den Zylinder ausbildenden Rotorblätter (5) vorzugsweise einen Leerraum umschließen.
20. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiteres Gehäuseteil (15) vorgesehen ist, welches weitere Gehäuseteil (15) dazu ausgebildet ist, die Abluft des Rotors (4) - vorzugsweise an einer der Windrichtung (3) abgewandten Seite des Gehäuses (7) - abzuführen.
21. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Generator (16) zur Erzeugung elektrischer Energie mit der Antriebswelle (6) verbunden ist.
22. Windkraftanlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) wenigstens zwei kreisringförmig ausgebildete Bauteile (17) aufweist, zwischen welchen zwei kreisringförmig ausgebildeten Bauteilen (17) - vorzugsweise in Umfangsnähe - die Rotorblätter (5) angeordnet sind.
23. Windkraftanlage nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der wenigstens zwei Bauteile (17) - vorzugsweise über wenigstens eine Strebe (18) - mit der Antriebswelle (6) verbunden ist.
24. Kraftfahrzeug, vorzugsweise Personen- oder Lastkraftwagen, mit einer Windkraftanlage (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US713094A (en) 1901-05-01 1902-11-11 Henry Grist Wind-motor.
US1915689A (en) 1932-08-26 1933-06-27 Irwin T Moore Windmill
US2170911A (en) 1938-08-15 1939-08-29 Hardy H Raulerson Wind motor
US2441635A (en) 1945-06-12 1948-05-18 Henry V Iverson Windmill
US5038049A (en) * 1990-09-12 1991-08-06 Shuichi Kato Vertical axis wind powered generator
US6158953A (en) * 1998-12-04 2000-12-12 Lamont; John S Wind turbine with variable position blades
EP1546552B1 (de) 2002-08-13 2007-05-30 James D. Noble Turbinenvorrichtung und verfahren
US20070243058A1 (en) * 2003-12-31 2007-10-18 Envision Corporation Wind Powered Turbine Engine - Horizontal Rotor Configuration
US20100260593A1 (en) * 2009-09-28 2010-10-14 Freiezo LLC Fluid turbine devices and methods related to fluid turbine devices
US20100278629A1 (en) * 2005-12-29 2010-11-04 Krippene Brett C Vertical Multi-Phased Wind Turbine System
US20110250069A1 (en) * 2009-04-14 2011-10-13 Quintal Rejean Horizontal wind powered turbine
DE102011114398A1 (de) * 2011-09-20 2013-03-21 Thomas Falkenstein Gewerbliche Vermietung Und Verpachtung E.K. Windkraftkonverter

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19956064A1 (de) * 1999-11-11 2001-05-31 Misler Hans Dieter Wind- bzw. Wasser- oder sonstigem Fluid Energieerzeugungsanlage
US6638005B2 (en) * 2002-01-17 2003-10-28 John W. Holter Coaxial wind turbine apparatus having a closeable air inlet opening
CA2676363C (en) * 2008-08-21 2014-04-15 Claudio D. Carosi Wind and water manipulator and turbine
ITFI20110123A1 (it) * 2011-06-20 2012-12-21 Toscocostruzioni Di Bargellini P & C Sas "sistema di turbine eoliche"

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US713094A (en) 1901-05-01 1902-11-11 Henry Grist Wind-motor.
US1915689A (en) 1932-08-26 1933-06-27 Irwin T Moore Windmill
US2170911A (en) 1938-08-15 1939-08-29 Hardy H Raulerson Wind motor
US2441635A (en) 1945-06-12 1948-05-18 Henry V Iverson Windmill
US5038049A (en) * 1990-09-12 1991-08-06 Shuichi Kato Vertical axis wind powered generator
US6158953A (en) * 1998-12-04 2000-12-12 Lamont; John S Wind turbine with variable position blades
EP1546552B1 (de) 2002-08-13 2007-05-30 James D. Noble Turbinenvorrichtung und verfahren
US20070243058A1 (en) * 2003-12-31 2007-10-18 Envision Corporation Wind Powered Turbine Engine - Horizontal Rotor Configuration
US20100278629A1 (en) * 2005-12-29 2010-11-04 Krippene Brett C Vertical Multi-Phased Wind Turbine System
US20110250069A1 (en) * 2009-04-14 2011-10-13 Quintal Rejean Horizontal wind powered turbine
US20100260593A1 (en) * 2009-09-28 2010-10-14 Freiezo LLC Fluid turbine devices and methods related to fluid turbine devices
DE102011114398A1 (de) * 2011-09-20 2013-03-21 Thomas Falkenstein Gewerbliche Vermietung Und Verpachtung E.K. Windkraftkonverter

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