DE202008010290U1

DE202008010290U1 - Wind power according to the Darrieus principle

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Publication number: DE202008010290U1
Application number: DE202008010290U
Authority: DE
Original assignee: ULKEN ULF DIETER; Ulken Ulf-Dieter Dr-Ing
Current assignee: ULKEN ULF DIETER; Ulken Ulf-Dieter Dr-Ing
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2018-08-02

Abstract

Vertikalachsenturbine umfassend eine vertikale Rotationsachse (12) mit wenigstens einem mit der vertikalen Rotationsachse (12) verbundenen und von dieser zumindest abschnittsweise beabstandeten Rotorblatt (14), wobei das wenigstens eine Rotorblatt (14) im Wesentlichen vertikal ausgerichtet und um die vertikale Rotationsachse (12) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rotorblatt (14) durch Bewegen von zumindest einem Teil des Rotorblatts aus einer Betriebsstellung, in der es im Wesentlichen eine Auftriebskraft zur Funktion der Turbine als Darrieus-Turbine ausbildet, in eine Startstellung zur zumindest teilweisen Funktion der Turbine als Savonius-Rotor verstellbar ist.A vertical axis turbine comprising a vertical axis of rotation (12) with at least one rotor blade (14) connected to the vertical axis of rotation (12) and at least partially spaced therefrom, the at least one rotor blade (14) being oriented essentially vertically and around the vertical axis of rotation (12) is rotatable, characterized in that the at least one rotor blade (14) by moving at least part of the rotor blade from an operating position, in which it essentially develops a lift force for the function of the turbine as a Darrieus turbine, into a start position for at least partial function the turbine is adjustable as a Savonius rotor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vertikalachsenturbine nach dem Darrieus-Prinzip.The The invention relates to a vertical axis turbine according to the Darrieus principle.

Vertikalachsenturbinen werden als fluidgetriebene Anlagen mit einer senkrecht zur Fluidströmungsrichtung stehenden Rotationsachse verstanden. Das Fluid ist dabei vorzugsweise Luft, kann aber auch ein beliebiges Gas oder eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, sein. Die Beschreibung und die Ansprüche sollen so verstanden werden, dass die Vertikalachsenturbine für eine Vielzahl von Fluiden geeignet ist. Wenn in der Beschreibung und in den Ansprüchen Wind als Fluid genannt wird, so soll dieser Begriff stellvertretend für ein Fluid stehen.Vertical axis turbines be as fluid-driven systems with a direction perpendicular to the fluid flow direction standing rotation axis understood. The fluid is preferably Air, but can also be any gas or liquid, for example, water. The description and the claims should be understood that the vertical axis turbine for a variety of fluids is suitable. If in the description and in the claims wind is called as fluid, so should this term represent a fluid.

Aufgrund der steigenden Energiepreise spielt die Energiegewinnung aus Windkraft eine immer wichtigere Rolle. Die meisten der heutigen Windkraftanlagen sind Windkraftanlagen mit horizontal liegender Rotationsachse. Diese haben den Vorteil, dass sie verglichen mit den weniger bekannten Windkraftanlagen mit vertikaler Rotationsachse bei optimalen Windverhältnissen einen höheren Erntegrad erreichen. Nachteilig an den Windkraftanlagen mit horizontaler Rotationsachse ist jedoch, dass sie immer den optimalen Windverhältnissen nachgeführt werden müssen, was recht aufwändig ist. Deshalb benötigen Windkraftanlangen mit horizontal liegender Rotationsachse möglichst konstante Windverhältnisse. Da relativ konstante optimale Windverhältnisse erst in großer Höhe herrschen, werden Windkraftanlagen mit einer horizontalen Rotationsachse zusammen mit ihrer Generatorgondel meist auf einen hohen Turm gesetzt. Dies bedeutet aber immer einen teuren Einsatz von Schwerlastkränen.by virtue of rising energy prices are the source of energy from wind power an increasingly important role. Most of today's wind turbines are wind turbines with horizontal rotation axis. These have the advantage of being compared with the lesser known ones Wind turbines with vertical axis of rotation in optimal wind conditions to reach a higher degree of harvest. Disadvantageous to the wind turbines with horizontal axis of rotation, however, is that they are always the optimal Wind conditions must be tracked, which is quite expensive. Therefore Windkraftanlangen need with horizontally lying axis of rotation as constant as possible Wind conditions. Because relatively constant optimal wind conditions only prevail at high altitude become wind turbines with a horizontal axis of rotation along with its generator nacelle usually set on a high tower. This always means an expensive one Use of heavy duty cranes.

In Bodennähe herrschen in der Regel turbulente Winde. Aufgrund der Tatsache, dass Windkraftanlagen mit horizontaler Rotationsache immer den optimalen Windverhältnissen nachgeführt werden müssen, eigenen sich diese weniger für den Einsatz in Bodennähe. Windkraftanlagen mit vertikaler Rotationsachse drehen sich aufgrund ihres Wirkungsprinzips unabhängig von der Windrichtung und müssen deshalb nicht den optimalen Windverhältnissen nachgeführt werden. Somit sind Windkraftanlagen mit vertikaler Rotationsachse für den Einsatz bei turbulenten Winden, z. B. in Bodennähe, geeignet. Weiterhin haben Windkraftanlagen mit vertikaler Achse den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig her stellbar sind, da die Profilform der Rotorblätter konstant ist und somit als Meterware herstellbar ist. Darüber hinaus müssen sie auf keinen hohen Turm gesetzt werden und falls dennoch ein Anbringen in großer Höhe erwünscht ist, muss der Turm keine großen Lasten tragen, da der Generator und das Getriebe bodennah angeordnet werden können.In Close to the ground there are usually turbulent winds. by virtue of the fact that wind turbines with horizontal rotation thing always tracking the optimal wind conditions these are less suitable for themselves the use near the ground. Wind turbines with vertical Rotation axis rotate independently due to their principle of action from the wind direction and therefore do not have the optimal Wind conditions are tracked. Thus are Wind turbines with vertical axis of rotation for the Use in turbulent winds, z. B. near the ground, suitable. Furthermore, wind turbines with vertical axis have the advantage that they are simple and inexpensive forth adjustable, there the profile shape of the rotor blades is constant and thus can be produced by the meter. In addition, must they are not placed on a high tower and if still attached is desired in high altitude, the must Tower does not carry large loads, as the generator and the Transmission can be arranged close to the ground.

Bei den Windkraftanlagen mit vertikaler Rotationsachse unterscheidet man im Prinzip zwei Arten, den Savonius-Rotor und Rotoren nach dem Darrieus-Prinzip.at distinguishes the wind turbines with vertical axis of rotation in principle, two types, the Savonius rotor and rotors after the Darrieus principle.

Der Savonius-Rotor funktioniert nach dem Widerstandsprinzip und erzielt keine besonders hohen Energieausbeuten, weswegen er seinen Einsatz weniger zur Energiegewinnung als zu anderen Zwecken wie beispielsweise in Windmeßanla gen findet.Of the Savonius rotor works on the principle of resistance and achieved no particularly high energy yields, which is why he uses less for energy production as for other purposes such as in Windmeßanla conditions found.

Die Rotoren nach dem Darrieus-Prinzip basieren auf dem Auftriebsprinzip. Man unterscheidet hierbei zwei Arten: den klassischen Darrieus-Rotor und den H-Darrieus-Rotor. Beim klassischen Darrieus-Rotor sind die Rotorblätter am oberen und unteren Ende der vertikalen Drehachse befestigt und ragen bogenförmig nach außen. Der H-Darrieus Rotor weist Blätter mit einer geraden Längsachse auf, die freistehend mit Hilfe von Trägerarmen radial beabstandet von der vertikalen Drehachse an dieser befestigt sind. Der derzeit realisierbare Wirkungsgrad der Windkraftanlagen nach dem Darrieus-Prinzip liegt etwas unter dem der Windkraftanlagen mit horizontaler Rotationsachse. Dies ist jedoch nicht das Hauptproblem der Windkraftanlagen nach dem Darrieus-Prinzip, sondern die Tatsache, dass Windkraftanlagen nach dem Darrieus-Prinzip nicht von alleine starten und dass sie nach jeder Flaute wieder durch einen Startermotor angeworfen werden müssen.The Rotors based on the Darrieus principle are based on the principle of buoyancy. There are two types: the classic Darrieus rotor and the H-Darrieus rotor. The classic Darrieus rotor has rotor blades attached to the top and bottom of the vertical axis of rotation and protrude arched outward. The H-Darrieus rotor points Leaves with a straight longitudinal axis, the free-standing with the help of support arms radially spaced from the vertical axis of rotation are attached to this. The currently feasible efficiency of wind turbines according to the Darrieus principle slightly below that of wind turbines with a horizontal axis of rotation. However, this is not the main problem of wind turbines after the Darrieus principle, but the fact that wind turbines according to the Darrieus principle does not start by itself and that they be started again by a starter motor after each doldrums have to.

Um dieses Problem zu lösen, werden meist zusätzliche, kleinere Savonius-Rotoren innerhalb des Darrieus-Rotors eingebaut. Durch den Einbau von Savonius-Rotoren innerhalb des Darrieus-Rotors werden jedoch starke turbulenzbehaftete Nachstromfelder erzeugt, wodurch der Darrieus-Rotor gestört und in seinem Wirkungsgrad verschlechtert wird.Around solving this problem will usually be additional, smaller Savonius rotors installed within the Darrieus rotor. By incorporating Savonius rotors within the Darrieus rotor However, strong turbulence-prone Nachstromfelder generated, causing the Darrieus rotor disturbed and deteriorated in its efficiency becomes.

Aus der DE 41 20 908 ist ein Darrieus-Rotor bekannt, bei dem die Profilgeometrie so verändert ist, dass sie anteilig wie ein Savoniusrotor funktioniert, so dass der Darrieus-Rotor von alleine gestartet wird. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass der Wirkungsgrad der Anlage, wenn sie gestartet ist, vergleichsweise schlecht ist.From the DE 41 20 908 is known a Darrieus rotor, in which the profile geometry is changed so that it proportionally like a Savoniusrotor works, so that the Darrieus rotor is started by itself. A disadvantage of this solution is that the efficiency of the system when it is started, is relatively poor.

Weiterhin wurde vorgeschlagen, die Rotorblätter zu verstellen, um den Wirkungsgrad zu erhöhen und den Darrieus-Rotor von alleine zu starten. Hierbei geht aber das Prinzip der Richtungsunabhängigkeit verloren.Farther it was proposed to adjust the rotor blades to to increase the efficiency and the Darrieus rotor of to start alone. But here is the principle of direction independence lost.

Zusätzlich zu dem gerade beschriebenen besteht bei Windkraftanlagen mit vertikaler Drehachse das Problem, dass bei diesen die Drehzahl und das Drehmoment nicht an die aktuelle Windgeschwindigkeit angepasst werden können.additionally to the just described consists of wind turbines with vertical Rotary axis the problem that these are the speed and torque can not be adapted to the current wind speed.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Windkraftanlage mit vertikaler Rotationsache nach dem Darrieus-Prinzip bereitzustellen, die von alleine startet und die wenigstens eines der oben genannten Probleme überwindet.The aim of the present invention is to provide a To provide improved vertical axis rotating wind turbine according to the Darrieus principle, which starts by itself and overcomes at least one of the above problems.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vertikalachsenturbine gelöst, die eine vertikale Rotationsachse mit wenigstens einem mit der vertikalen Rotationsachse verbundenen und von dieser zumindest abschnittsweise beabstandeten Rotorblatt umfasst, wobei das wenigstens eine Rotorblatt durch Bewegen von zumindest einem Teil des Rotorblatts aus einer Betriebsstellung, in der es im Wesentlichen eine Auftriebskraft zur Funktion der Turbine als Darrieus-Turbine ausbildet, in eine Startstellung zur zumindest teilweisen Funktion der Turbine als Savonius-Rotor verstellbar ist.These The object is achieved by a vertical axis turbine solved having a vertical axis of rotation with at least one connected to the vertical axis of rotation and of this at least partially spaced rotor blade comprises, wherein the at least a rotor blade by moving at least a portion of the rotor blade an operating position in which there is essentially a buoyancy force to the function of the turbine as Darrieus turbine trains, in a Starting position for the at least partial function of the turbine as Savonius rotor is adjustable.

Die erfindungsgemäße Vertikalachsenturbine hat nun den Vorteil, dass, wenn sich das Rotorblatt in der Startstellung befindet, die Fluidangriffsfläche, beispielsweise die Windangriffsfläche in einer ersten Richtung gegenüber einer hierzu entgegengesetzten Richtung erhöht ist, so dass die Vertikalachsenturbine im Wesentlichen nach dem Savoniussprinzip funktioniert und nach einer Flaute von alleine starten kann. In der Betriebsstellung des Rotorblatts ist der Windwiderstand in der ersten Richtung im Vergleich zur Startstellung verringert und die Vertikalachsenturbine kann eine höhere Drehgeschwindigkeit erreichen, was eine bessere Energieausbeute bedeutet. D. h. in der Betriebsstellung des Rotorblatts weist die Vertikalachsenturbine im Wesentlichen die Funktion des Darrieus-Rotors auf. Da die Vertikalachsenturbine von einer Startstellung zu einer Betriebsstellung, bei der sie bestimmungsgemäß Energie erzeugen kann, im Wesentlichen von einem Savonius-Rotor zu einem Darrieus-Rotor übergeht, vereinbart die vorliegende Erfindung die Vorteile eines Savonius-Rotors mit einem Darrieus-Rotor, ohne deren Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.The Vertical axis turbine according to the invention has now the advantage that when the rotor blade in the starting position located, the fluid attack surface, such as the wind attack surface in a first direction opposite to an opposite thereto Direction is increased, so that the vertical axis turbine essentially works on the principle of savonius and after a lull can start by itself. In the operating position of the Rotor blade is the wind resistance in the first direction in comparison reduced to the starting position and the vertical axis turbine can achieve a higher rotational speed, which is better Energy yield means. Ie. points in the operating position of the rotor blade the vertical axis turbine essentially the function of the Darrieus rotor on. Since the vertical axis turbine from a starting position to a Operating position in which they are intended energy essentially from one Savonius rotor to one Darrieus rotor passes, agreed the present invention the advantages of a Savonius rotor with a Darrieus rotor, without to accept their disadvantages.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Teil des wenigstens einen Rotorblatts um eine Achse schwenkbar, die in im Wesentlichen vertikaler Richtung durch das Rotorblatt läuft. Auf diese Weise kann in der Startstellung eine sehr große Windangriffsfläche bereitgestellt werden, was ein Anlaufen der Vertikalachsentirbine auch bei geringen Windstärken ermöglicht.at a preferred embodiment, the part of at least a rotor blade pivotable about an axis which in substantially vertical direction through the rotor blade. To this Way can in the starting position a very large wind attack surface be provided, which is a tarnish of Vertikalachsentirbine even at low wind speeds possible.

Vorzugsweise ist das Teil klappenähnlich ausgebildet. Unter klappenähnlich ist hier eine Form des Teils zu verstehen, die geeignet ist wie eine Auftriebshilfe im Flugzeug beispielsweise in Form einer Landeklappe, insbesondere in Form einer Spreizklappe, den Auftrieb zu beeinflussen. Die klappenförmige Gestaltung des Teils ermöglicht einen einfachen und kostengünstigen Aufbau des Rotorblatts der erfindungsgemäßen Vertikalachsenturbine.Preferably the part is designed like a flap. Under flap-like Here is a form of the part to understand that is suitable as a buoyancy aid in the aircraft, for example in the form of a landing flap, in particular in the form of an expansion flap to influence the buoyancy. The flap-shaped design of the part allows a simple and inexpensive construction of the rotor blade of Vertical axis turbine according to the invention.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Teil in der Betriebsstellung als Bestandteil eines idealen Rotorblatts ausgebildet. Das ideale Rotorblatt zeichnet sich dadurch aus, dass es das für den Betriebszustand einer Vertikalachsenturbine, d. h. für den Zustand, um bestimmungsgemäß Energie zu erzeugen, notwendige aerodynamische Profil aufweist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform kann das Teil in der Betriebsstellung in das notwendige aerodynamische Profil integriert sein, so dass ein negativer Einfluss des Teils auf die Energieausbeute einer Vertikalachsenturbine minimiert, wenn nicht sogar eliminiert ist.at In a preferred embodiment, the part is in the operating position formed as part of an ideal rotor blade. The ideal Rotor blade is characterized by the fact that it is for the operating condition a vertical axis turbine, d. H. for the state, um intended to generate energy, necessary has aerodynamic profile. In this preferred embodiment the part can be in the operating position in the necessary aerodynamic Profile to be integrated, leaving a negative impact of the part minimized to the energy yield of a vertical axis turbine, when not even eliminated.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Teil beispielsweise in Form von Kippnasen, Krügerklappen oder Vorflügel, an dem idealen Rotorblatt befestigbar sein. Dies ermöglicht einen einfachen, nachträglichen Umbau bestehender Vertikalachsenturbinen zu einer Vertikalachsenturbine gemäß der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus kann bei neuen Vertikalachsenturbinen das Profil des Rotorblatts so gewählt werden, dass es einfach herstellbar ist, beispielsweise als Strangpressprofil oder Faserverbund-Meterware, und das Teil kann anschließend an dem Rotorblatt befestigt werden. Dies ermöglicht eine sehr kostengünstige Herstellung der vorliegenden Erfindung.at For example, in an alternative embodiment, the part in the form of tipping noses, Krüger flaps or slats, be fastened to the ideal rotor blade. this makes possible a simple retrofitting of existing vertical axis turbines to a vertical axis turbine according to the present invention Invention. In addition, with new vertical axis turbines the profile of the rotor blade can be chosen so that it is easy can be produced, for example as an extruded profile or fiber composite by the meter, and the part can then be attached to the rotor blade become. This allows a very cost effective Preparation of the present invention.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass sich das Teil in Rotationsrichtung des Rotorblattes am hinteren Ende des Rotorblattes befindet, insbesondere das hintere Ende ausbildet. Alternativ kann sich das Teil in Rotationsrichtung des Rotorblattes seitlich am Rotorblatt befinden. Je nach Anwendungsart und/oder Rotorblattgeometrie kann die eine oder andere genannte Variante gewählt werden, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung vielseitig verwendbar ist.It is further preferred that the part in the direction of rotation the rotor blade is located at the rear end of the rotor blade, in particular the rear end forms. Alternatively, the part may be in the direction of rotation of the rotor blade are located laterally on the rotor blade. Depending on the application and / or rotor blade geometry may be one or the other Variant can be selected so that the inventive Device is versatile.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Teil nach innen, in Richtung Rotationsachse und/oder nach außen von der Rotationsachse weg schwenkbar ist. Diese Flexibilität ermöglicht ebenfalls einen vielseitigen Einsatz der vorliegenden Erfindung. Je nach Größe und Platzverhältnis der Vertikalachsenturbine kann das Teil nach innen, in Richtung Rotationsachse und/oder nach außen weg von der Rotationsachse schwenkbar sein.Farther it is preferred that the part inwards, in the direction of the axis of rotation and / or outwardly pivotable away from the axis of rotation is. This flexibility also allows a versatile Use of the present invention. Depending on size and space ratio of the vertical axis turbine can the Part inwards, in the direction of the axis of rotation and / or outwards be pivotable away from the axis of rotation.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Auslenkmittel vorgesehen, um das Teil in eine ausgeschwenkte Position zu bewegen. Beispielsweise kann ein solches Auslenkmittel ein elastisches Element, wie etwa ein Feder-System, eine vorgeformte biegsame Folie oder ein vorgeformtes biegsames Laminat sein. Die Auslenkmittel bewirken, dass sich das Teil in der Startstellung der Vertikalachsenturbine in einer ausgeschwenkten Position befindet und nicht aus irgendwelchen Gründen, wie etwa aufgrund von Winddruck, am Profil des Rotorblatts anliegt. Sobald Wind auf die Rotorblätter trifft, wird die maximale Windangriffsfläche bereitgestellt und die Vertikalachsenturbine kann sofort starten. Auf diese Weise wird nicht nur ein schneller sondern auch ein zuverlässiger Start der Vertikalachsenturbine bereitgestellt.In a preferred embodiment, deflection means are provided to move the part to a pivoted position. For example, such a deflection means may be an elastic member such as a spring system, a preformed flexible sheet or a preformed flexible laminate. The deflection means cause the part to be in a deployed position in the starting position of the vertical axis turbine and not for any reason, such as due to wind pressure, to abut the profile of the rotor blade. As soon as Wind hits the rotor blades, the maximum windage surface is provided and the vertical axis turbine can start immediately. In this way, not only a faster but also a reliable start of the vertical axis turbine is provided.

Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die auf das Teil ausgeübte Kraft der Auslenkmittel so gewählt ist, dass das Teil aufgrund der nach Abschluss des Startvorgangs der Vertikalachsenturbine wirkenden Fliehkraft am Profil des Rotorblatts von der Startstellung in die Betriebsstellung bewegt wird. Durch das Wechselspiel der Auslenkkraft der Auslenkmittel mit der Fliehkraft wird gewährleistet, dass sich das Teil zum Starten der Vertikalachsenturbine in einer ausgeschwenkten Position befindet, um eine optimale Windangriffsfläche bereitzustellen, da beim Starten der Vertikalachsenturbine keine oder nur eine sehr geringe Fliehkraft wirkt. Mit zunehmender Drehzahl der Vertikalachsenturbine steigt die Fliehkraft, so dass sich das Teil gegen die Auslenkkraft der Auslenkmittel in Richtung des Profils des Rotors bewegt und im Idealfall an das Profil des Rotorblatts angelegt wird. Zusätzlich oder alternativ kann eine Druckverteilung aufgrund eines die Vertikalachsen umgebenden Fluids, beispielsweise die aerodynamische Druck verteilung, am Profil des Rotorblattes genutzt werden, um das Teil gegen die Kraft der Auslenkmittel an das Profil des Rotorblatts anzulegen.It moreover, it is preferred that the one exercised on the part Force of the deflection means is chosen so that the part due the centrifugal force acting upon completion of the starting process of the vertical axis turbine on the profile of the rotor blade from the starting position to the operating position is moved. Due to the interplay of the deflection force of the deflection with the centrifugal force it is ensured that the part to the Starting the vertical axis turbine in a swung-out position located in order to provide an optimal windage surface, because when starting the vertical axis turbine no or only a very small Centrifugal force acts. With increasing speed of the vertical axis turbine the centrifugal force increases, so that the part against the deflection force the deflection means moves in the direction of the profile of the rotor and is ideally applied to the profile of the rotor blade. additionally or alternatively, a pressure distribution due to one of the vertical axes surrounding fluid, for example the aerodynamic pressure distribution, be used on the profile of the rotor blade to the part against the Force the deflection means to apply to the profile of the rotor blade.

Es ist bevorzugt, dass das Teil ansteuerbar ist. Somit kann der Einstellwinkel des Teils und somit die Drehzahl und das Drehmoment der Vertikalachsenturbine aktuellen Windverhältnissen angepasst werden.It is preferred that the part is controllable. Thus, the setting angle of the part and thus the speed and torque of the vertical axis turbine adapted to current wind conditions.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist das gesamte Rotorblatt als schwenkbares Teil ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das Rotorblatt eine sehr einfache Konstruktion ohne den Ein- oder Anbau von zusätzlichen, schwenkbaren Teile aufweisen kann. Diese Rotorblätter können einfach z. B. als Meterware oder Strangpressprofile hergestellt werden.at An alternative embodiment is the entire rotor blade designed as a pivotal part. This has the advantage that the Rotor blade a very simple construction without the installation or attachment may have additional, pivoting parts. These Rotor blades can easily z. B. as a piece goods or extruded profiles are produced.

Zur weiteren Optimierung der Energieausbeute kann bei einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens eine Strebe der Vertikalachsenturbine, insbesondere eine um die Rotationsachse drehbare Strebe in der Rotationsachse, ein Strömungsprofil aufweisen.to Further optimization of the energy yield may be at a preferred Embodiment at least one strut of the vertical axis turbine, in particular a rotatable about the axis of rotation strut in the axis of rotation, have a flow profile.

Bei einer alternativen Ausführungsform gemäß Anspruch 16 kann das Rotorblatt ein Teil aufweisen, das sich feststehend von dem Profil des Rotorblatts weg erstreckt, um in einer Startstellung eine Vertikalachsenturbine mit zumindest teilweiser Funktion als Savonius-Rotor bereitzustellen. Das Teil kann beispielsweise in Form einer Klappe unter einen vorbestimmten Winkel feststehend an dem Rotorblatt befestigt sein. Zwar werden dadurch die Profileigenschaften des Rotorblatts und somit die maximal erreichbare Energieausbeute verschlechtert, allerdings lässt sich das Rotorblatt einfach, beispielsweise an einem Stück, herstellen.at an alternative embodiment according to claim 16, the rotor blade may have a part which is fixed extends away from the profile of the rotor blade to in a starting position a vertical axis turbine with at least partial function as To provide Savonius rotor. For example, the part can be used in Shape of a flap at a predetermined angle fixed be attached to the rotor blade. Although this makes the profile properties of the rotor blade and thus the maximum achievable energy yield deteriorates, but the rotor blade can be easily for example, in one piece.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der anhängenden Figuren beschrieben, Darin zeigen:preferred Embodiments of the invention will become apparent from the attached Figures described, show in:

1: eine Ansicht eines klassischen Darrieus-Rotors; 1 : a view of a classic Darrieus rotor;

2: eine Ansicht eines H-Darrieus-Rotors; 2 a view of a H-Darrieus rotor;

3: einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotorblatts mit einem nach innen, Richtung Rotationsachse schwenkbaren, klappenähnlichen Teil; 3 FIG. 2: a section through a first embodiment of a rotor blade according to the invention with a flap-like part which can be swiveled inwards, in the direction of the rotation axis; FIG.

4: einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotorblatts, wobei das nach innen, Richtung Rotationsachse schwenkbare, klappenähnliche Teil an der Seite des Rotorblattes angebracht ist; 4 a section through a second embodiment of a rotor blade according to the invention, wherein the inwardly, pivotable towards the axis of rotation, flap-like part is attached to the side of the rotor blade;

5: einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotorblatts, wobei das Rotorblatt zwei nach innen, Richtung Rotationsachse schwenkbare, klappenähnliche Teile umfasst; 5 a section through a third embodiment of a rotor blade according to the invention, wherein the rotor blade comprises two inwardly, pivotable towards the axis of rotation, flap-like parts;

6: einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotorblatts, bei dem das schwenkbare, klappenähnliche Teil nach außen, in Richtung weg von der Rotationsachse schwenkbar ist; 6 a section through a fourth embodiment of a rotor blade according to the invention, in which the pivotable, flap-like part is pivotable outwardly in the direction away from the axis of rotation;

7: einen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotorblatts, bei dem das gesamte Rotorblatt als schwenkbares Teil ausgebildet ist. 7 FIG. 4: a section through a fifth embodiment of a rotor blade according to the invention, in which the entire rotor blade is designed as a pivotable part.

In 1 ist eine Vertikalachsenturbine 10 nach dem Darrieus Prinzip gezeigt. Hierbei handelt es sich um einen klassischen Darrieus-Rotor mit einer vertikalen Rotationsachse 12 und zwei Rotorblättern 14. Die Rotorblätter 14 verlaufen im Wesentlichen vertikal, sind von der Rotationsachse 12 beabstandet, wobei sie an ihrem oberen und unteren Ende an der vertikalen Rotationsachse 12 befestigt sind, und drehen sich um die vertikale Rotationsachse 12.In 1 is a vertical axis turbine 10 shown according to the Darrieus principle. This is a classic Darrieus rotor with a vertical axis of rotation 12 and two rotor blades 14 , The rotor blades 14 are essentially vertical, are from the axis of rotation 12 spaced at its upper and lower ends on the vertical axis of rotation 12 are attached, and rotate around the vertical axis of rotation 12 ,

2 zeigt ebenfalls eine Vertikalachsenturbine 10 nach dem Darrieus Prinzip, wobei es sich hier um einen H-Darrieus-Rotor handelt. Der H-Darrieus-Rotor umfasst wie der klassische Darrieus-Rotor eine vertikale Rotationsachse 12 und Rotorblätter 14, die sich vertikal erstrecken. Im Gegensatz zum klassischen Darrieus-Rotor sind die Rotorblätter gerade und nur über Trägerarme 16 mit der vertikalen Rotationsachse 12 verbunden. 2 also shows a vertical axis turbine 10 according to the Darrieus principle, which is a H-Darrieus rotor. Like the classic Darrieus rotor, the H-Darrieus rotor has a vertical axis of rotation 12 and rotor blades 14 extending vertically. In contrast to the classic Darrieus rotor, the rotor blades are straight and only via support arms 16 with the vertical axis of rotation 12 connected.

In 3 ist ein Querschnitt durch ein Rotorblatt 14 gezeigt. Das Rotorblatt 14 weist ein im Wesentlichen stromlinienförmiges Profil auf, wobei der Pfeil die Rotationsrichtung des Rotorblattes 14 und somit der Vertikalachsenturbine 10 angibt. Am in Rotationsrichtung gesehenen hinteren Ende des Rotorblattes 14 ist auf der zur Rotationsachse gewandten Seite ein Teil des Rotorblattes 14 als eine schwenkbare Klappe 18 ausgebildet, die in etwa die Form einer im Flugzeugbau üblichen Landeklappe, insbesondere Spreizklappe, aufweist. Die Klappe 18 ist um eine im Wesentlichen vertikal durch das Rotorblatt verlaufende Achse 20 entgegen der Rotationsrichtung der Vertikalachsenturbine schwenkbar. Weiterhin ist ein Feder-Dämpfer-System 22 vorgesehen, um die Klappe 18 nach innen, in Richtung der Rotationsachse abzuspreizen. Die Dämpfung des Feder-Dämpfer-Systems 22 ist so gewählt, dass im abgespreizten Zustand keine Schwingungen und kein Flattern auftreten.In 3 is a cross section through a rotor blade 14 shown. The rotor blade 14 has a substantially streamlined profile, wherein the arrow is the direction of rotation of the rotor blade 14 and thus the vertical axis turbine 10 indicates. On seen in the direction of rotation rear end of the rotor blade 14 is on the side facing the axis of rotation a part of the rotor blade 14 as a hinged flap 18 formed, which has approximately the shape of a usual in aircraft landing flap, in particular Spreizklappe. The flap 18 is about an axis extending substantially vertically through the rotor blade axis 20 pivotable against the direction of rotation of the vertical axis turbine. Furthermore, a spring-damper system 22 provided to the flap 18 inside, in the direction of the axis of rotation abzuspreizen. The damping of the spring-damper system 22 is chosen so that in the spread state no vibrations and no fluttering occur.

Zusätzlich zum Feder-Dämpfer-System 22 ist an der Klappeninnenseite 24 eine Zusatzmasse 26 vorgesehen, die dazu dient, das Feder-Dämpfer-System 22 abzustimmen, wenn die Klappe 18 beispielsweise eine zu geringe Masse aufweist, um ein Schwingen und Flattern der Klappe 18 im abgespreizten Zustand zu verhindern. Je nach Art des Rotorblattes kann das Feder-Dämpfer-System 22 und/oder die Zusatzmasse 26 weggelassen werden, wenn sich die Klappe durch den von hinten auf das Rotorblatt auftreffenden Wind von alleine abspreizt oder wenn zum Beispiel das Eigengewicht der Klappe 18 entsprechend hoch ist, um im Ruhezustand der Vertikalachsenturbine 10 in die abgespreizte Position zu gelangen.In addition to the spring-damper system 22 is on the flap inside 24 an additional mass 26 provided, which serves the spring-damper system 22 to vote when the flap 18 for example, has too low a mass to swing and flutter the flap 18 to prevent in the spread state. Depending on the type of rotor blade, the spring-damper system 22 and / or the additional mass 26 be omitted if the flap spreads by the impinging on the rotor blade from behind wind on its own or if, for example, the weight of the flap 18 is correspondingly high to at rest of the vertical axis turbine 10 to get into the splayed position.

Befindet sich die Vertikalachsenturbine 10 im Ruhezustand, wird die Klappe 18 aufgrund des Feder-Dämpfer-Systems 22 in Richtung der Rotationsachse geschwenkt. Das so erhaltene, von hinten offene Profil des Rotorblatts 14 weist einen höheren Widerstand auf als das Profil mit geschlossener Klappe 18.Is the vertical axis turbine located 10 At rest, the door will shut 18 due to the spring-damper system 22 pivoted in the direction of the axis of rotation. The resulting, open from the rear profile of the rotor blade 14 has a higher resistance than the profile with the flap closed 18 ,

Gleichzeitig ist der Windwiderstand, des von der Rückseite angeblasenen Rotorblatts 14 größer als der, des von vorne angeblasenen Rotorblatts 14, was dazu führt, dass das Rotorblatt 14 anfängt, sich in Rotationsrichtung zu bewegen. D. h. die Vertikalachsenturbine 10 wirkt wie ein Savonius-Rotor und startet selbständig, sobald Wind von hinten auf das Rotorblatt 14 bläst. Darüber hinaus bewirkt die Klappe 18, dass die Profilwölbung erhöht ist, d. h. das Rotorblatt 14 ein dickes Profil aufweist, was ebenfalls zu einem leichteren Starten der Vertikalachsenturbine 10 gerade bei schwachen Winden führt.At the same time is the wind resistance, of the blown from the rear rotor blade 14 larger than that of the blown from the front rotor blade 14 , which causes the rotor blade 14 begins to move in the direction of rotation. Ie. the vertical axis turbine 10 acts like a Savonius rotor and starts independently when wind from behind on the rotor blade 14 blows. In addition, the flap causes 18 in that the profile curvature is increased, ie the rotor blade 14 has a thick profile, which also makes starting the vertical axis turbine easier 10 just in weak winds leads.

Eine hohe Energieausbeute wird jedoch nur dann erzielt, wenn die Schnelllaufzahl, d. h. das Verhältnis der Umfanggeschwindigkeit der Blattspitze zur Windgeschwindigkeit groß ist. Eine hohe Schnelllaufzahl wird nur von relativ schlanken Profilen erreicht. Um ausgehend von dem dicken Startprofil aufgrund der ausgeschwenkten Klappe 18 ein schlankes Profil zu erhalten, wird die ausgeschwenkte Klappe 18 an das Profil des Rotorblatts 14 angelegt. Dieses Anlegen erfolgt alleine aufgrund der Fliehkraft bzw. der aerodynamischen Druckverteilung, die herrschen, sobald sich die Vertikalachsenturbine 10 dreht. Mit steigender Drehzahl der Vertikalachsenturbine 10 nimmt die Fliehkraft zu bzw. ändert sich die aerodynamische Druckverteilung, so dass die Fliehkraft bzw. die aerodynamische Druckverteilung gegen die Federkraft des Feder-Dämpfer-Systems 22 und/oder gegen das Gewicht der Zusatzmasse 26 wirken und die Klappe 18 sich stufenlos an das Profil des Rotorblattes 14 anlegt. Im Betriebszustand, d. h. bei der Solldrehzahl der Vertikalachsenturbine zur bestimmungsgemäßen Energiegewinnung, ist die Klappe 18 vollständig mit dem Profil des Rotorblattes 14 verschmolzen und die optimale aerodynamische Geometrie des Rotorblattes 14 kann für eine maximale Energiegewinnung genutzt werden. In dieser Betriebsstellung wirkt die Vertikalachsenturbine 10 wie ein Darrieus-Rotor.However, a high energy yield is only achieved when the high-speed number, ie the ratio of the peripheral speed of the blade tip to the wind speed is large. A high speed number is achieved only by relatively slim profiles. To start from the thick starting profile due to the swung-out flap 18 to get a slim profile is the swung-out flap 18 to the profile of the rotor blade 14 created. This application is made solely due to the centrifugal force or the aerodynamic pressure distribution, which prevail as soon as the vertical axis turbine 10 rotates. With increasing speed of the vertical axis turbine 10 increases the centrifugal force or changes the aerodynamic pressure distribution, so that the centrifugal force or the aerodynamic pressure distribution against the spring force of the spring-damper system 22 and / or against the weight of the additional mass 26 work and shut up 18 steplessly to the profile of the rotor blade 14 invests. In the operating state, ie at the target speed of the vertical axis turbine for proper energy production, is the door 18 completely with the profile of the rotor blade 14 fused and the optimal aerodynamic geometry of the rotor blade 14 can be used for maximum energy. In this operating position, the vertical axis turbine acts 10 like a Darrieus rotor.

4 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der sich die Klappe 18 im Wesentlichen mittig an der zur Rotationsachse zugewandten Seite des Rotorblattes 14 befindet. 4 shows an alternative embodiment of the present invention, in which the flap 18 essentially centered on the side facing the axis of rotation of the rotor blade 14 located.

Die Funktion der Klappe 18 der alternativen Ausführungsform entspricht der eben beschriebenen Funktion der Klappe 18, die sich in Rotationsrichtung gesehenen am hinteren Ende des Rotorblattes 14 befindet.The function of the flap 18 the alternative embodiment corresponds to the just described function of the flap 18 , seen in the direction of rotation at the rear end of the rotor blade 14 located.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 5 gezeigt, bei der neben einer um eine erste Achse 30 schwenkbare erste Klappe 28, eine zweite Klappe 32 am in Rotationsrichtung gesehenen hinteren Ende des Rotorblattes 12 vorgesehen ist, die um eine zweite Achse 34 schwenkbar ist. Sowohl die erste Klappe 28 als auch die zweite Klappe 32 werden jeweils mittels eines Feder-Dämpfer-Systems 34 bzw. 36 nach innen in Richtung der Rotationsachse abgespreizt. Der Schwenkbereich der zweiten Klappe 32 ist geringer als der der ersten Klappe 28.Another embodiment of the present invention is in 5 shown next to one around a first axis 30 swiveling first flap 28 , a second flap 32 at the rear end of the rotor blade seen in the direction of rotation 12 is provided, which is about a second axis 34 is pivotable. Both the first flap 28 as well as the second flap 32 each by means of a spring-damper system 34 respectively. 36 spread inwards in the direction of the axis of rotation. The swivel range of the second flap 32 is lower than the first flap 28 ,

Wie bei der in Zusammenhang mit 3 beschriebenen Ausführungsform werden die erste und zweite Klappe 28, 32 durch das jeweilige Feder-Dämpfer-System 34, 36 in Richtung der Rotationsachse geschwenkt, um der Vertikalachsenturbine als Savonius-Rotor einen Start zu ermöglichen. Aufgrund der Fliehkraft bzw. Änderung der aerodynamischen Druckverteilung während der zunehmenden Drehzahl der Vertikalachsenturbine werden die erste und zweite Klappe 28, 32 an das Rotorblatt 14 gedrückt und verschmelzen beim Erreichen des Betriebszustandes der Vertikalachsenturbine, d. h. beim Erreichen der Solldrehzahl, mit dem Rotorblatt, um einen Darrieus-Rotor auszubilden und die optimale aerodynamische Geometrie des Rotorblatts zur Energiegewinnung auszunutzen.As with the related 3 described embodiment, the first and second flap 28 . 32 through the respective Fe the damper system 34 . 36 pivoted in the direction of the axis of rotation to allow the vertical axis turbine as a Savonius rotor a start. Due to the centrifugal force or change of the aerodynamic pressure distribution during the increasing speed of the vertical axis turbine, the first and second flap 28 . 32 to the rotor blade 14 pressed and merge when reaching the operating state of the vertical axis turbine, ie when reaching the target speed, with the rotor blade to form a Darrieus rotor and exploit the optimal aerodynamic geometry of the rotor blade for energy.

In 6 ist eine Variante der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei der eine Klappe 38 zusätzlich nach außen von der Rotationsachse weg schwenkbar ist, wobei die Klappe 38 über eine Verzahnung 40 an das Rotorblatt 14 gekoppelt ist.In 6 a variant of the present invention is shown in which a flap 38 in addition to the outside of the rotation axis is pivotally away, the flap 38 about a gearing 40 to the rotor blade 14 is coupled.

Wenn das Gewicht der nach außen schwenkbaren Klappe 38 geringer als das der nach innen schwenkbare Klappe gewählt ist, können sich die nach außen schwenkbare Klappe 38 und die nach innen schwenkbare Klappe in der Betriebsstellung der Vertikalachsenturbine ebenfalls aufgrund der angreifenden Fliehkraft vollständig an das Profil des Rotorblatts 14 anlegen.When the weight of the outwardly hinged flap 38 less than that of the inwardly hinged flap is selected, the flap can pivot outward 38 and the inwardly pivotable flap in the operating position of the vertical axis turbine also due to the attacking centrifugal force completely to the profile of the rotor blade 14 invest.

7 zeigt eine Ausführungsform, bei der das gesamte Rotorblatt 14 um eine Schwenkachse 42 schwenkbar ist. Die Schwenkachse 42 ist in Rotationsrichtung vor dem Schwerpunkt des Rotorblattes 14 angeordnet. Zur Vermeidung von Schwingungen ist das Rotorblatt 14 viskoelastisch gelagert. Auch bewirkt ein (nicht dargestelltes) Feder-Dämpfer-System, dass sich das in Rotationsrichtung gesehene hintere Ende des Rotorblattes 12 in Richtung der Rotationsachse dreht, um einen Start der Vertikalachsenturbine zu ermöglichen. Mit steigender Drehzahl dreht sich das in Rotationsrichtung gesehene hintere Ende des Rotorblattes von der Rotationsachse in eine Grundstellung zurück. 7 shows an embodiment in which the entire rotor blade 14 around a pivot axis 42 is pivotable. The pivot axis 42 is in the direction of rotation in front of the center of gravity of the rotor blade 14 arranged. To avoid vibrations is the rotor blade 14 stored viscoelastically. Also causes a (not shown) spring-damper system that the seen in the direction of rotation rear end of the rotor blade 12 rotates in the direction of the axis of rotation to allow a start of the vertical axis turbine. As the speed increases, the rear end of the rotor blade seen in the direction of rotation rotates back from the rotational axis into a basic position.

Bei einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Schwenkachse 42 in Rotationsrichtung hinter dem Schwerpunkt des Rotorblatts 14 angeordnet sein. Zum Starten der Vertikalachsenturbine dreht das (nicht dargestellte) Feder-Dämpfer-System das hintere Ende des Rotorblatts 12 mittels des Feder-Dämpfer-Systems von der Rotationsachse weg.In an alternative, not shown embodiment, the pivot axis 42 in the direction of rotation behind the center of gravity of the rotor blade 14 be arranged. To start the vertical axis turbine, the spring-damper system (not shown) rotates the rear end of the rotor blade 12 away from the axis of rotation by means of the spring-damper system.

Weitere Ausführungsformen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar. So können zum Beispiel zusätzlich oder alternativ zu den beschriebenen Ausführungsformen Kippnasen, Vorflügel oder dergleichen vorgesehen sein, die ausschwenkbar sind und die abhängig von der Drehzahl der Vertikalachsenwindturbine an das Profil des Rotorblattes anlegbar sind. Diese Kippnasen, Vorflügel oder dergleichen können zum Beispiel an dem Rotorblatt befestigt sein.Further Embodiments are within the scope of the present invention conceivable. So, for example, additional or Alternatively to the described embodiments, tipping lugs, Slats or the like may be provided which swing out are dependent on the speed of the vertical axis wind turbine can be applied to the profile of the rotor blade. These tipping noses, slats or The like may, for example, be attached to the rotor blade be.

Jedes hier beschriebene schwenkbare Teil kann alternativ feststehend ausgebildet sein, wenn es bei einer Windkraftanlange nur darauf ankommt, dass eine Vertikalachsenturbine selbst startet.each pivotable part described here may alternatively be stationary be, if it is only important for a Windkraftanlange that a vertical axis turbine starts itself.

Alternativ kann eine Fernsteuerung vorgesehen sein, um den Einstellwinkel der Klappe bzw. des Rotorblattes, beispielsweise durch Änderung der Federkennlinie des Feder-/Dämpfer-Systems, zu ändern. Dies hat den Vorteil, dass die Drehzahl und das Drehmoment der Vertikalachsenturbine aktuellen Windverhältnissen angepasst werden kann.alternative a remote control may be provided to adjust the setting angle of the Flap or the rotor blade, for example by changing the spring characteristic of the spring / damper system to change. This has the advantage that the speed and the torque of the vertical axis turbine current wind conditions can be adjusted.

Anstelle des Feder-Dämpfer-Systems kann beispielsweise für kleinere Anlagen ein Folie/Luftspaltsystem vorgesehen sein. Hierbei kann die Klappe selbst auch aus der Folie oder einem dünnen Laminat gebildet sein.Instead of of the spring-damper system can, for example, for smaller systems be provided a foil / air gap system. in this connection The flap itself can also be made of foil or a thin one Laminate be formed.

Auch sind Kombinationen der dargestellten Ausführungsformen denkbar. So kann das in Zusammenhang mit 8 beschriebene schwenkbare Rotorblatt zusätzlich eine wie zum Beispiel in Zusammenhang mit 3 beschriebene Klappe aufweisen.Also, combinations of the illustrated embodiments are conceivable. So that may be related to 8th described pivotable rotor blade additionally one such as in connection with 3 have described flap.

Vertikalachsenturbinen gemäß der vorliegenden Erfindung in der beschriebenen Form als Windkraftanlage eigenen sich unter anderem zur Verwendung in einer Inselanlage wie etwa auf Segelbooten. Da die Vertikalachsenturbinen gemäß der vorliegenden Erfindung klein ausgebildet werden können, können diese oben auf der Mastspitze montiert werden, denn dort herrschen die besten Windverhältnisse. Der Generator kann hierbei unterhalb der Mastspitze angebracht werden, um das Topgewicht des Mastes gering zu halten.Vertical axis turbines according to the present invention in the described Shape as a wind turbine are suitable for use among other things in an island system such as sailing boats. As the vertical axis turbines made small according to the present invention These can be on top of the mast top be mounted, because there prevail the best wind conditions. The generator can be mounted below the top of the mast, to keep the top weight of the mast low.

Besonders von Vorteil ist dabei, dass die Vertikalachsenturbine wegen ihrer Richtungsunabhängigkeit allein aus der bei Segelbooten vorliegenden starken Masttopbewegungen Energie erzeugen kann, während eine Horizontalachsenturbine an dieser Stelle durch ständig notwendiges Nachführen wenig effektiv wäre. Wenn die Vertikalachsenturbine im Allgemeinen im stationären Betrieb einen geringeren Erntegrad aufweist als eine Horizontalachsenturbine, so kann die Vertikalachsenturbine im nicht stationären Betrieb einen höheren Erntegrad erreichen als eine Horizontalachsenturbine.Especially The advantage here is that the vertical axis turbine because of their Directional independence from sailboats alone present strong mast-top motions can generate energy while a horizontal axis turbine at this point by constantly necessary tracking would be less effective. If the vertical axis turbine generally stationary Operation has a lower harvesting degree than a horizontal axis turbine, so the vertical axis turbine in non-stationary Operating a higher harvesting degree than a horizontal axis turbine.

Die Vertikalachsenturbine wurde hier als Windkraftanlage beschrieben, allerdings eignet sich die hier beschriebene Vertikalachsenturbine auch für den Einsatz im Wasser als Wasserkraftwerk oder Gezeitenkraftwerk. Hierbei kann die Vertikalachsenturbine voll in das Wasser getaucht werden. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Vertikalachsenturbine aber auch in anderen Fluiden, wie etwa in einem Gas oder in einer beliebigen Flüssigkeit, verwendet werden.The vertical axis turbine has been described here as a wind turbine, however, the vertical axis turbine described here is also suitable for use in water as a hydroelectric power plant or tidal power plant. Here, the vertical axis turbine can be fully immersed in the water. Selbstver but of course the vertical axis turbine according to the invention can also be used in other fluids, such as in a gas or in any liquid.

Die Vertikalachsenturbinen gemäß der vorliegenden Erfindung können in vielen Bereichen des privaten Haushalts aber auch im Großanlagenbereich eingesetzt werden.The Vertical-axis turbines according to the present Invention can be used in many areas of the private household but also be used in the large-scale plant area.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 4120908 [0009]

Claims

Vertical-axis turbine comprising a vertical axis of rotation ( 12 ) with at least one with the vertical axis of rotation ( 12 ) and at least partially spaced from this rotor blade ( 14 ), wherein the at least one rotor blade ( 14 ) substantially vertically aligned and about the vertical axis of rotation ( 12 ) is rotatable, characterized in that the at least one rotor blade ( 14 ) by moving at least a part of the rotor blade from an operating position, in which it essentially forms a buoyancy force for the function of the turbine as a Darrieus turbine, can be adjusted to a starting position for the at least partial functioning of the turbine as a Savonius rotor.

Vertical-axis turbine according to claim 1, characterized in that the part ( 14 . 18 . 28 . 32 . 38 ) of the at least one rotor blade about an axis ( 20 . 30 . 34 . 40 ) is pivotable in a substantially vertical direction through the rotor blade ( 14 ) running.

Vertical-axis turbine according to claim 2, characterized in that the part ( 14 . 18 . 28 . 32 ) is formed flap-like.

Vertical-axis turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the part ( 14 . 18 . 28 . 32 . 38 ) in the operating position as part of an ideal rotor blade ( 14 ) is trained.

Vertical-axis turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the part ( 14 . 18 . 28 . 32 ) in the direction of rotation of the rotor blade ( 14 ) at the rear end of the rotor blade ( 14 ), in particular forms the rear end.

Vertical-axis turbine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the part ( 14 . 18 . 28 . 32 ) in the direction of rotation of the rotor blade ( 14 ) on the side of the rotor blade ( 14 ) is located.

Vertical-axis turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the part ( 14 . 18 . 28 . 32 . 38 ) inwards in the direction of the axis of rotation ( 12 ) is pivotable.

Vertical-axis turbine according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the part ( 14 . 18 . 28 . 32 . 38 ) outwardly away from the axis of rotation ( 12 ) is pivotable.

Vertical-axis turbine according to one of the preceding claims, characterized in that deflection means ( 22 . 30 . 36 ) are provided to the part ( 14 . 18 . 28 . 32 . 38 ) to move into a pivoted position.

Vertical-axis turbine according to claim 9, characterized in that the deflection means ( 22 . 30 . 36 ) is an elastic element.

Vertical-axis turbine according to claim 10, characterized in that the elastic element ( 22 . 30 . 36 ), a spring system, a preformed flexible sheet or a preformed flexible laminate.

Vertical-axis turbine according to one of claims 9 to 11, characterized in that the force exerted on the part of the deflection means ( 22 . 30 . 36 ) is chosen so that the part ( 14 . 18 . 28 . 32 . 38 ) due to the centrifugal force acting after completion of the starting process of the vertical axis turbine and / or the pressure distribution prevailing due to a fluid, for example aerodynamic pressure distribution, at the profile of the rotor blade ( 14 ) is moved from the starting position to the operating position.

Vertical-axis turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the part ( 14 . 18 . 28 . 32 . 38 ) is controllable.

Vertical-axis turbine according to one of claims 1, 2 and 7 to 13, characterized in that the entire rotor blade ( 14 ) the part ( 38 ), in particular the entire rotor blade is pivotable about a vertical axis.

Vertical-axis turbine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one strut of the vertical axis turbine, in particular a about the rotation axis rotatably mounted strut in the axis of rotation ( 12 ), having a flow profile.

Vertical-axis turbine comprising a vertical axis of rotation ( 12 ) with at least one with the vertical axis of rotation ( 12 ) and at least partially spaced from this rotor blade ( 14 ), wherein the at least one rotor blade ( 14 ) substantially vertically aligned and about the vertical axis of rotation ( 12 ) is rotatable, characterized in that the at least one rotor blade ( 14 ) has a part which is fixed from the profile of the rotor blade ( 14 ) extends to provide a vertical axis turbine with at least partial function as a Savonius rotor in a starting position.

Vertical-axis turbine according to claim 16, characterized by one or more of claims 3, 5, 6 and 15.

Vertical-axis turbine according to one of the preceding claims, characterized the vertical-axis turbine is suitable for use in a gaseous medium, for example air, for example as a wind power plant.

Vertical-axis turbine according to one of the claims 1 to 17, characterized in that the vertical axis turbine for use in a liquid medium, for example Water, for example, as a hydroelectric power station or tidal power suitable is.