DE20115368U1 - Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren - Google Patents

Description

Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren.

Die Erfindung betrifft eine Wind- und Wasserkraftanlage mit gegeneinander laufenden vertikalen Durchströmrotoren zur Energiegewinnung, wobei zwei-, vier- oder fünfflüglige Rotoren Einsatz finden. Diese Rotoren arbeiten mit je einer Rotorachse, welche vertikal in der Wind- oder Wasserströmung steht. Die Einsatzgebiete dieser Anlagen sind der Eigenheimbereich, der Industriebereich bis hin zu Windparks sowie die Verwendung in strömenden, nicht angestauten Gewässern.

Mit der Lösung DE 199 57 141 ist bereits eine artgleiche Strömungsenergieanlage bekannt. Diese Anlage ist technisch konstruktiv ebenfalls mehretagig und mit Doppelrotor ausgelegt.

Dieser Lösung haftet jedoch der Nachteil an, daß
- die Bauweise auf einem Mast aufbaut, wodurch es zu ständigen Schwingungen kommt;

- die Druckschwingung auf den Mast erhöht sich durch den auf beiden Seiten im hinteren Leitflächenteil angebrachten Abspreizungen der Diffusoren;

- die in Front stehenden drei Einleitspitzen wirken sich strömungstechnisch störend aus;

- das Mittelstück der Strömungsleitflächen ist zu breit ausgeführt. In Abänderung dafür könnten die Rotoren zweckdienlich vergrößert werden, ohne daß die Anlage ein größeres Außenmaß benötigt;

- bei leicht seitlicher Frontanströmung zeigt die Hauptströmung genau auf die Rotorachsen und verteilt dabei nachteilig den Druck auch auf die zurückführenden Rotorflügel;

- strömungstechnisch gesehen entstehen hinter der Anlage extrem große Wirbel durch den Diffusor, die sich zwischen der Abströmluft der Anlage und der Außenströmung dazwischen schiebt. Die wesentlich höhere Außenströmung gibt also in den druckärmeren Bereich Energie ab und füllt diesen bis zur Strömungsvereinigung beider Seiten kontinuierlich aus. Der so erwünschte Sog zur Unterstützung bleibt aus. Die Windströmung wird in ihrer Höchstgeschwindigkeit abgebremst und dient hauptsächlich dem Schwingungsaufbau der Anlage, wodurch sogar ein ruckartiges Hacken nach rechts und links entsteht. Dieses rührt daher, weil der Wind nicht immer genau frontal anströmt;

- die Gewichtsverteilung im vorderen und hinteren Teil der Anlage, gemessen auf der Achslinie der Rotoren ist ungünstig und sehr unausgewogen;

- im jeweiligen Rotor entsteht ein zu hoher Innendruck, der die Durchströmung behindert und die schnelle aerodynamische Überströmung der Flügel unterbindet, sodaß die Aerodynamik abbricht und zum Strömungsdruck wird. Dadurch wird die Kraftumsetzung von etwa 42% bis auf etwa 15% aus der Strömung abgesenkt;

- der Aufbau mit Rohren ist ebenfalls unzweckmäßig und ungeeignet, da sich darin aufbauende Schwingungen leicht aufschaukeln.

Mit der Lösung gemäß DE 198 23 473 ist eine weitere Strömungsenergieanlage bekannt, welche sich hauptsächlich auf die Art der

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Windeinleitung stützt. Die vertretbare Bauhöhe dieser Anlage liegt bei maximal 8 m. Es wird eine breite Angabe bis hin zu sechs Rotoren und von 6 bis zu 18 Einleitflächen vorgenommen. Auch diese Anlage ruht kopflastig auf einem Mast, welcher in einem Fundament sitzt. Die horizontalen Einleitflächen tragen keine konkreten Winkelbenennungen und sind zu steil nach außen ausgeführt. Die vertikalen Einleitflächen sind verstellbar sowie ein- und ausfahrbar angeordnet. Es wurde offenbart, daß jede mögliche Anzahl von Rotoren und Windeinleitflächen möglich sind, gleich welcher Winkelstellung und gegenseitiger Anströmung. Es wurden lediglich die Ausführung mit zwei Rotoren als unzweckmäßige Lösung ausgelassen. Bezüglich der Anzahl der Rotorflügel wird auch von zwei Flügeln, drei und mehreren Flügeln variiert, die sogar gekrümmte und gerade Flächen aufzeigen. Sie beschreiben vom Halbkreis über die Tropfenform, bis hin zu geraden Flächen die Rotorflügel. Lösungsgemäß werden Metall, mechanisch hoch belastbarer Kunststoff, bis hin zu Kunstfasertextilien für die einzelnen Bauteile angegeben. Der Einsatz dieser Anlage wird für Luftströmungen und für Wasserströmungen vorgegeben, wobei der besondere Effekt darin liegt, daß die Anzahl der Rotoren auf den Rotorenträgern oder die Anzahl der Rotorenträger erhöht wird. Die Anlage selbst soll sich der Umgebung in solchem Maße anpassen, daß sie nicht störend wirkt, beziehungsweise ein negatives Erscheinungsbild abgibt. Es wird sogar vorgegeben, daß die Anlage bei Verwendung von klarsichtigem Material so gut wie nicht sichtbar ist.

Dieser Lösung haftet jedoch generell der Nachteil an, daß sie keine gezielte Spezifikation einer Windkraftanlage aufweist und von den Baugruppen her zu breit gefächert ausgelegt ist, wodurch eine klare Zuordnung nicht möglich ist. Es wird vorgegeben, daß die vertikalen Einleitflächen verstellbar angeordnet sind. In den Einleitflächen werden jedoch die technischen Mittel für eine Verstellbarkeit nicht offenbart und es wird hierzu keine Winkelangabe vorgenommen, welche eine Zusammenarbeit zwischen Einleitflächen und Rotorflügeln erkennen läßt. Das Ein- und Ausfahren der Einleitflächen ist eine wirkungslose

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Technik, die nur Aulwand bereitet und keinerlei positiven Effekt bewirkt. Ab drei Rotoren und größer auf einer Arbeitsetage ist kein vorgegebener Effekt erreichbar, weil eine gegenseitige Behinderung entsteht und die dringend notwendige Durchströmung von mindestens 15% nicht praktiziert werden kann.

Mit der Lösung gemäß DE 299 00 664 ist eine weitere Variante für eine Windkraftanlage bekannt. Das Nachführen zur Windrichtung bedarf dabei einer sehr hohen Windgeschwindigkeit, damit das Leitwerk überhaupt arbeitet. Der Wind streicht an der Anlage nur vorbei, weil keine Strömungsantrichterung vorhanden ist und die Strömung nur an der freien Seite ausweicht. Dabei entsteht ein Wirbelpolster, an dem die Strömung vorbei geleitet wird und tritt sofort ein, wenn die Sättigung des Aufnahmevolumens im Rotor erfolgt ist. Negativ wirkt sich auch der Rotor aus, da dieser ohne Durchströmung arbeitet.
Nachteilig bei dieser Anlage wirkt, daß sie keine ausreichende Frequenzkonstanz besitzt. Sie fängt erst bei relativ hohen Windgeschwindigkeiten an zu arbeiten, wobei nicht sofort Leistung erzeugt wird.

Mit der DE 195 14 499 ist eine weitere Lösung für eine Windkraftanlage bekannt. Diese Anlage arbeitet nach dem Winddruckprinzip. Da sie keinen Durchströmrotor besitzt, werden nur etwa 15% aus der Strömung in Energie umgesetzt. Selbst der Winddruck kann sich in diesem Rotor nicht richtig entfalten. Wegen der schlechten Frequenzkonstanz unterliegen solche Anlagen großen Ausfallzeiten. Selbst bei Windgeschwindigkeiten von 10 bis 25 m/s bleiben es immer Langsamläufer. Diese Anlage wird gegenüber anderen Anlagen, die mit aerodynamischer Flügerform und Durchströmung arbeiten, immer benachteiligt sein, da diese in der Lage sind, etwa 42% aus der Strömung umzusetzen. Da der Rotor nach dem Winddruckprinzip im Gegensatz zur Strömungsgeschwindigkeit immer extrem langsamer laufen wird, leidet die Statik vor allem bei solchen hohen Windlasten.

Die DE 31 29 660 offenbart eine weitere Lösung für eine Windkraftanlage. Die Umsetzung der Windenergie in Rotationsenergie erfolgt mit einer Vielzahl von Rotorblättern an den Rotoren. Die Rotorachse selbst steht dabei senkrecht zur Ebene der möglichen Windrichtung. Dieser Vertikalläufer erzeugt seine Leistung, indem der Rotor von seinem Stator umgeben ist, der eine Vielzahl von gieichbeabstandeten Statorblättern aufweist. Diese Statorblätter bilden zum Rotor hin sich verjüngende Kanäle, die schräg zum Rotor angeordnet sind.

Diese Anlage weist den Nachteil auf, daß sie mit der konstruktiven Anordnung der Einleitflächen einen zu geringen Teil der Frontalanströmfläche zur Energieumsetzung nutzt. Die Ursache für diesen Nachteil liegt in den zu flach anliegenden Einleitflächen, wodurch nur höchstens 75% der Frontalanströmfläche genutzt werden kann. Die verbleibenden 25 % werden einfach um die Anlage herum nach außen abgeleitet. Die dringend nötige Durchströmung von mindestens 15 % wird auf jeden Fall unterschritten, da dieser Rotor keine Durchströmmöglichkeit besitzt. Es kann sogar der Fall eintreten, daß die Strömung zusammenbricht, oder die Anlage nur bei besonders hohen Strömungsgeschwindigkeiten ab etwa 30 m/s arbeitet. Selbst bei so hohen Strömungsgeschwindigkeiten ist eine derartige Anlage nur in der Lage, höchstens 15 % der auftreffenden Arbeitsströmung in Energie umzusetzen. Rotor und Einleitflächen praktizieren in der aufgeführten Anordnung und in der Energieumsetzung kein effektives Zusammenwirken.

Weiterhin ist mit der DE 30 01 385 eine weitere Lösung für eine Windkraftanlage bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Anlage in der Rotorschaufeln Anwendung finden, die im Inneren des Rotors zusammentreffen. Die verwendeten zwölf Einleitflächen sind am Stator flach anliegend.

Nachteilig bei dieser Anlage wirkt sich die fehlende Durchströmung im Rotor aus, und die zu flache Ausstellung der Einleitflächen, wodurch nicht die gesamte Windlast an der Frontfläche genutzt werden kann. Die Schaufeln im Rotor setzen nur den Druck um und entladen ihn

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sogar im nachfolgenden Einleitfach, wodurch es zu unerwünschten Gegenströmungen kommt. Diese Anlage arbeitet selbst bei besonders hohen Windgeschwindigkeiten sehr uneffektiv und erleidet besonders hohe Leistungsverluste.

Femer ist mit der Schrift WO 81/00463 eine weitere Windkraftanlage bekannt. Der Rotor dieser Windkraftanlage besitzt 24 Schaufeln und 12 Einleitflächen vertikal und 12 Einleitflächen horizontal. Nachteilig wirken in dieser Anlage die zu flach anliegenden vertikalen Einleitflächen und die zu steil abstehenden horizontalen Einleitflächen. Dadurch baut sich eine hohe Rückströmung in den Einleitfächern auf, welche die eigentliche Einströmung zum Rotor nicht zuläßt. Dabei wird bereits ein hoher Anteil an Energie vernichtet. Die 24 Schaufeln im Rotor besitzen keine Durchströmung, wodurch die dringend nötige Durchströmung von etwa 15% stark unterschritten wird. Dadurch kann die einzige arbeitende Druckkraft von theoretisch 15% nicht einmal umgesetzt werden. Die Strömung bricht zusammen. Der Strömungsdruck arbeitet in den Rotorflügeln nur bis zum jeweiligen Leitflächenende und entlädt den Druck im nachfolgenden Fach. Dadurch entsteht wieder ein unerwünschter Gegendruck.

Mit der DE 88 04 674 ist eine weitere Lösung einer Windkraftanlage bekannt. Diese besitzt einen Vertikalrotor, der nach dem Savoniusprinzip arbeitet, wobei nur die Flügelkrümmung und der Anstellwinkel der Flügel verändert wurde. Die sehr stark gerundet ausgeführten Flügelflächen ordnen die Anlage zum Langsamläufer unterster Kategorie ein. Der Grund für eine ungenügende Leistung der Anlage ist der Gegendruck auf die entgegen laufenden Schaufeln. Trotz Durchströmung fehlt die Aerodynamik und der konzentrierte Segelzug auf die Krümmung der Flügel. Bei höheren Windgeschwindigkeiten pegelt sich die Rotorumdrehung schnell auf eine relativ niedrige Konstante ein, wobei die vergeuteten Kräfte an der Statik der Anlage unnötig einwirken.

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Femer ist mit der Schrift W091/ 19093 eine weitere Windkraftanlage bekannt, welche auf dem Grundprinzip der Durchströmung arbeitet. Dabei werden die Kräfte aus dem Wind in Form des Druckes sowie des Segelzuges genutzt. Die 16 Einleitflächen werden auf einen achtflügligen Rotor abgestimmt. Das beschriebene Einleitflächenprinzip erbringt eine Frontalflächennutzung von etwa 85%, wobei die aufgezeigte Einleitflächenanordnung eine relativ günstige Ausführungsform darstellt, ohne aber dem Idealzustand nahe zu kommen. Der Kapazitätsverlust liegt in der Abfälschung der Strömung von etwa 25% in der Frontalströmung. Trotz Durchströmfähigkeit bilden die acht Flügel im Rotor einen zu extremen Trichter, der das Durchströmen weitgehend verhindert. Die zu kurzen Rotorflügel ermöglichen der Windströmung ebenfalls einen zu kurzen Arbeitsweg, wodurch nur der Winddruck und zum Teil der Segelzug arbeitet. Eine Aerodynamik könnte bei dieser Bauweise auch nicht untergebracht werden. Die Durchströmung arbeitet auch nicht von innen nach außen, weil die Strömung entgegen dem Trichterverhalten nicht aktiv werden kann. Zwischen dem Einleitflächengehäuse und dem Rotor ist der Abstand zu groß, wodurch der nützliche Druckaufbau entweichen kann. Die fehlenden horizontalen Einleitflächen wirken ebenfalls nachteilig.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe eine Windkraftanlage mit Vertikalrotor zu schaffen, mit dem Ziel der hundertprozentigen Nutzung der Frontalanströmung beziehungsweise deren Umsetzung, wobei die Leitflächen der Anlage nicht nur die Strömung komprimieren, sondern auch strömungsideal um die Anlage herumführen. Das Arbeitsprinzip der Anlage soll dabei nicht nur für Windströmungen, sondern auch für Wasserströmungen anwendbar sein und hinter der Anlage durch eine schnellfließende Außenströmung positiv einen Anlagen-Austrittsog bewirken. Das Zusammenwirken der verschiedenen Umsetzungsmöglichketten der Windströmung soll mit der erfindungsgemäßen Anlage umfassend und ideal praktiziert werden, wobei im Ergebnis auch eine gute Frequenzkonstanz erreicht werden soll. Eine gute Frequenzkonstanz übt wiederum positiven Einfluß auf die

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Gewichts- und Masseausgewogenheit im Rotor und der Anlagenstatik aus. Die Aufgabe der Erfindung besteht ferner darin, daß die Aerodynamik bei der Anlage schnellstmöglichst zu arbeiten beginnt, wenn gleich die Anlage nicht bereits bei 1 m/s anlaufen muß.
In der Wasserströmung sollte der höchste Effekt nicht in der hohen Strömungsgeschwindigkeit liegen, sondern im Ausnutzen besonders tiefer Strömungsgeschwindigkeiten. Durch das extrem höhere Drehmoment soll eine sinnvolle Übersetzung eingebracht werden, die einen gut abgestimmten Generator betreibt. Aufgabengemäß soll auch beachtet werden, daß die Anlage bei ca. 20 m/s bis 25 m/s nicht abgeschaltet werden muß. Die Anlage soll bis zu einer orkanartigen Windstärke arbeiten, ohne Schaden zu nehmen. Bei dem Einsatz einer erfindungsgemäßen Anlage im Wasser soll aufgabengemäß eine sichere Verankerung erzielt werden, um den vergleichsweise stärkeren Anströmungsdruck kontrolliert standhalten zu können. Zur erhöhten Sicherheit ist die Einbringung eines Selbstschutzes vor Zerstörung der Anlage eine wertere Aufgabe. Weiterhin soll die Einleitflächenstatik, der Maschinenteil, das Fundament und die Verankerung im Wasser eine unzerstörbare Einheit bilden. Die Windkraftanlage soll sich unaufdringlich darstellen.und nicht so auffällig das Landschaftsbild zerstören, wie es bei den Anlagen mit Horizontalachse der Fall ist. Schließlich steht die Aufgabe einer günstigen optischen Erscheinweise in der Landschaft, wobei die Anlagen nicht störend wirken sollen. Die Wasserkraftanlagen hingegen sind nahezu vollständig unter der Wasseroberfläche angeordnet und stören von daher das Landschaftsbild in keiner Weise. Femer soll der Einsatz von kostengünstigen Materialien die Grundlage beim Bau der Anlagen bilden, wodurch ein positiver Kosten-/ Nutzeneffekt erzielt wird.

Die Umströmung der Wasserkraftanlagen soll derart ideal erfolgen, indem die höhere UmStrömungsgeschwindigkeit nach dem Passieren der Anlage keine Wirbel verursacht, jedoch einen Sog aufweist, dem sich die Durchströmung der Anlage angleicht und keine erheblichen Wirbel die Folge sind.

Die Windkraftanlage stellt sich die Aufgabe, daß die Strömungskraft, der Segelzug und die Aerodynamik gegenseitig unterstützend und miteinander arbeiten.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst, durch die im kennzeichnenden Teil des Punktes 1 aufgezeigten technischen Merkmale.

Die Lösung der Erfindung besteht in einem Fundament, einem Maschinenraum, einem drehbaren Leitflächenkorpus mit zwei gegeneinander laufenden Durchströmrotoren und vorzugsweise einem Generator. Im Wasser hängt die Anlage an mindestens zwei starken im Fundament stirnseitig einbetonierten Eisenträgern. Die Windkraftanlage kann alternativ auch einen starken Mast besitzen, welcher 2/3 des Rotorachsenabstandes als Durchmesser aufweist. Wird diese Dimension unterschritten, treten unerwünschte Schwingungen auf. Auf dem Fundament ist der Maschinenraum aufgebaut, welche die elektronische Ausrüstung, die Elektrik und die Generatoren aufnimmt. Oberhalb des Maschinenraumes ist der Drehkranz angeordnet, auf dem der Oberaufbau verankert ist. Der Oberaufbau besteht als Grundtrageteil aus zwei oder mehreren Grundböden, zwischen welchen sich die Einleitkonstruktionen und der, beziehungsweise die Generatoren befinden. Die Grundböden bilden die Etagen, wobei sich zwischen zwei Grundböden immer eine Etage befindet. Somit ergeben drei Grundböden zwei Etagen. Die Höhe der Anlage wird bestimmt durch die zugelassene Statikberechnung und die Möglichkeiten des Anlagendurchmessers sowie die möglichen Rotorachslängen. Die Leitflächen sind in den einzelnen Etagen direkt übereinander angeordnet. Zwischen dem oberen und dem unteren Grundboden die eine Etage bilden, sitzen sehr eng aneinander zwei gegeneinander laufende Durchströmrotoren. Dazwischen befindet sich eine dünne Abgrenzung mit einer aerodynamischen Abrundung, welche in der Vorderansicht gerade noch sichtbar ist. Die beiden Außenleitflächen links und rechts besitzen ebenfalls eine aerodynamische Frontabrundung, die sich in Strömungsrichtung nach hinten zu, verengt. Damit wird erreicht, daß sich die Strömung hinter der Anlage ohne Wirbel wieder bei nur gering unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit zusammenfließt. Dieser

Effekt wird auch noch dadurch unterstützt, indem die aufgewölbte hintere Leitflächenkonstruktion in der Mitte zusammen läuft. Diese Idealform der Anlagenumströmung hat den Vorteil, daß die schnelle umströmende Luft hinter der Anlage einen Sog erzeugt und damit zur Energieerzeugung beiträgt. Die beiden in der Front rechts und links stehenden Strömungsleitflächen setzen hundert Prozent der Frontanströmfläche in Energie um. Die Strömung wird in Richtung der Rotoren verdichtet, so daß die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird. Auf der Fluchtlinie der Rotorachsen sitzen auf beiden Seiten innerhalb der Außenleitflächen je eine aerodynamische relativ schmale Leitfläche, damit die Strömung nicht gegen die zurücklaufenden Flügelschaufeln der Rotoren drücken kann. Die Rotoren bestehen aus jeweils vier oder fünf Flügeln und arbeiten nach dem Durchströmprinzip. Damit der aufgebaute Strömungsdruck nicht nach oben und nach unten entweichen kann, muß mit den Einleitflächen beginnend oben und unten das Fach geschlossen werden. Das wird automatisch mit dem oberen und dem unteren Etagenboden realisiert. Die Windnachführtechnik wird nach der am besten bewährten und herkömmlich bekannten Technik übernommen. Der kreisrunde aus Stahl gefertigte Maschinenraum wird mit seiner Höhe nur so hoch ausgeführt, daß die Generatoren mit ihrer Nachfolgetechnik Platz finden. Es sollte jedoch von etwa zwei Meter Höhe ausgegangen werden, zur Begehung einer Person. Es ist unbeachtlich, wie die übrige Anlage bezüglich ihrer Höhe ausgestattet ist. Durch die beiden schmalen aerodynamischen Leitflächen wird verhindert, daß sich der gesamte Strömungsdruck auf die Mitte konzentriert. Diese leiten bereits einen Teil der Strömung in den Außenteil der Anströmfläche des Rotors. Dadurch entstehen keine Rückstauwirbel, welche das Einströmen in die Anlage verhindern. Der Anteil, welcher mit Wirbeln zurück strömt, vernichtet genau die gleiche Menge an Strömung, die eigentlich durch die Rotoren strömen soll. Im linken und rechten äußeren ersten Fachzwischenraum werden durch Segelzug die Flügel in das Fach gerissen, wobei im großen Mittelfach die Aerodynamik dadurch direkt zu arbeiten beginnt. Der jeweilige Rotorflügel arbeitet mit der Aerodynamik bis zur Mittelnase und dann setzt der Stall-Effekt ein und der Strömungsdruck beginnt

auf die Innenseite des Flügels zu drücken., bis die letzte durchströmende Windenergie den Rotor verläßt. Das Austreten dieser Strömung wird dadurch erleichtert, indem die außen vorbeiströmende Luft mit ihrer höheren Geschwindigkeit mittels eines Soges den letzten Arbeitsgang der Durchströmung unterstützt. Deshalb ist eine Außenumströmung ohne Verwirbelung äußerst wichtig. Es müssen sich auf jeden Fall mehr als drei Flügel im Rotor befinden, damit der Abstand nicht zu groß wird, wenn im hinteren Teil der Anlage der Sog einsetzt, denn dadurch zieht auch der Sog an der zurücklaufenden Seite der Flügel. Durch Beachtung dieses wichtigen Details ist der Übergang vom Segelzug zur Aerodynamik und von der Aerodynamik zum Strömungsdruck in dieser Anlage am besten, in Bezug auf die Zusammenarbeit gelöst. Der Sog im hinteren Teil der Anlage sorgt auch dafür, daß die Arbeitsfächer schneller entleert werden, damit sich kein Stau oder gar ein Rückstau bilden kann. Dieser Sog wirkt wie ein Überdruckventil für eine rückstaufreie Durchströmung. Die Materialien der Einleitflächen, Rotoren und Etagenböden sind zweckdienlich aus Metall oder alternativ aus hochfestem Kunststoff ausgebildet. Die Flügel der Rotoren müssen soweit vom Mittelpunkt des Rotors beabstandet sein, daß der gegenüber liegende Flügel von hinten ohne Anstau angeströmt werden kann. Die Rotorflügel besitzen vergleichbar mit einem Flugzeug ähnliche Tragflächenprofile, so daß ein Überdruck und ein Unterdruck bewirkt wird, beziehungsweise entsteht. Die zur Drehrichtung abgewandte Seite muß dabei eine Innenkrümmung aufweisen. Der Abstand zwischen den Rotoren und den Leitflächen beträgt nicht mehr als 6 cm bei Großanlagen. Bei Kleinanlagen von etwa einem Meter Rotordurchmesser ist ein Abstand von 1 bis 5 cm günstig. Der Dachbereich ist mit einer leichten Anwölbung bis zur Mitte ausgestattet. Am besten sind dreieckige Segmente, die zum Mittelpunkt zusammen laufen.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnung zeigen :

Figur 1: Frontansicht der Windkraftanlage

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Figur 2:
Figur 3:
Figur 4:
Figur 5:
Figur 6:
Figur 7:
Figur 8:

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Frontansicht der Wasserkraftanlage
Horizontalschnitt der Anlage
Horizontalschnitt eines Rotors mit vier Flügeln
Horizontalschnitt eines Rotors mit fünf Flügeln
Flügel im Querschnitt
Aufriß eines Etagenbodens
Querschnitt einer vorderen inneren Leitfläche

Auf einem Fundament 1 befindet sich ein Maschinenraum 2, welcher mit einem Maschinenaufbau 3 verbunden ist. Im Maschinenaufbau 3 der Anlage befindet sich die große Außenleitfläche links 4, die große Außenleitfläche rechts 5, die kleine Innenleifläche links 6, die kleine Innenleitfläche rechts 7, der Rotor links 8, der Rotor rechts 9, der mittlere Leitftächenkorpus 10 und das Dach 11 sowie die Etagenböden 12. Zwischen dem Maschinenraum 2 und dem Maschinenaufbau 3 befindet sich der Drehkranz 13. Unter dem Rotor links 8 und dem Rotor rechts 9 befinden sich die Generatoren 14 und 15, wobei es mit der Übersetzung auch nur mit einem Rotor möglich ist, zu arbeiten. Der vierflüglige Rotor 16 besteht aus den vier Flügeln 17, 18, 19 und 20. Der fünfflüglige Rotor 21 besteht aus den fünf Flügeln 22, 23, 24, 25 und 26. Die Wasserkraftanlage hängt konstruktiv über Kopf und an Stelle des Fundamentes 1 tritt eine, an den Ufern in Betonfundamenten 27 und 28 eingelassene, Eisenträgerkonstruktion 29. Am Ende des Maschinenaufbaues 3 befindet sich ein Gewässerbodenfundament 30, in dem sich die Anlagenverankerung 31 befindet. Der Drehkranz 13 entfällt hier, da die Strömungsrichtung richtungsmäßig beständig ist und keine Veränderung erfährt. Die vorderen Rundungen der Außenleitflächen 32 entsprechen der Anpassung zur Dicke, wobei die beiden Außenleitflächen rechts 5 und die Außenleitflächen links 4 so schlank wie möglich gehalten werden. Der Maschinenraum 2 weist einen derart großen Durchmesser auf, daß er in die Innenfläche der Etagenböden 12 hineinpasst. Dabei müssen die Rotorachsen 33 und 34 nicht zwingend in der Mitte des Maschinenraumes 2 befindlich sein.

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Die äußere Rundung der Außenleitflächen 35 und 36 sind derart ausgestaltet, indem sie stromlinienförmig in Fortführung auf den mittleren Leitflächenkorpus 10 übergehen. Der Abstand 37 ist dabei so breit ausgeführt, daß diagonal keine Strömung auf die rücklaufende Schaufel drückt. Mit dem Abstand 37 wird erreicht, daß die große Außenleitfläche links 4 und die große Außenleitftäche rechts 5 mit ihren inneren Ausladungen des Rotors links 8 und Rotors rechts 9 nicht zu weit abdecken müssen. Die stromlinienförmige Luftlinie 38 bildet die äußere Begrenzung der Etagenböden 12, welche zwingend bis dahin reichen müssen. Wird diese Dimensionierung nicht eingehalten, bedient sich der Sog S durch den Freiraum oben und unten. Auch vorne muß die Strömungseintrittsbegrenzung 39 mindestens bis zu den Vorderkanten der vorderen Rundung der Außenleitfläche 32 reichen, die dann weiterführend in der Mitte etwas nach außen gewölbt ist, beziehungsweise eine flache Krümmung beschreibt. Die kleine Innenleitfläche links 6 und die kleine Innenleitfläche rechts 7 müssen in der Strömungsrichtung F mit der vorderen aerodynamischen Rundung 40 senkrecht stehen. Die hinteren Spitzen verengen den inneren Strömungskanal 41 und müssen mindestens bis zur Flucht der Rotorachsen 33 und 34 reichen. Der hintere Teil muß in Strömungsrichtung F eine gerade Ausführung 42 aufweisen, die in ihrer Länge dem doppelten Maß der Flügeldicke 43 an ihrer dicksten Stelle entspricht. Die äußere Krümmung 45 verläuft aerodynamisch von der vorderen aerodynamischen Rundung 40 bis zum Ende der Profilspitze 46. Auf der Seite der Druckseitentangente D beginnt ab dem Scheitelpunkt der geraden Ausführung 44 die innere Rundung bis zur vorderen aerodynamischen Rundung 40 über den schwächsten Punkt der Flügelform 47. Der schwächste Punkt der Flügelform 47 ergibt sich aus der gleichmäßig weiter gedachten Linie bis zum Ende der Profilspitze 46 und der entgegen kommenden Linie ab dem Scheitelpunkt der geraden Ausführung 44, die sich in der Rundung gleitend angleicht. Die Längen der kleinen Innenleitfläche links 6 und der kleinen Innenleitfläche rechts 7 reichen nur bis zur Strömungseintrittsbegrenzung 39. Allenfalls dürfen sie geringfügig kürzer ausgeführt sein. Das Ende der Profilspitze 46 reicht so weit an den Rotor 8, beziehungsweise Rotor 9 heran, wie die

vorbeschriebene Distanz 48 reicht. Daß heißt, bei einem Rotordurchmesser von 1 m sollte die Distanz 48 etwa 1,5 cm betragen.Dieses Verhältnis sollte aber bei zunehmender Größe unterschritten werden. Der mittlere Einleitflächenkorpus 10 hat im Querschnitt die Form einer stromlinienförmigen Speerspitze. Die Dicke des Profiles 49 entspricht etwa 90 % der Rotordurchmesser 8, 9. Die größte Dicke der Außenleitflächen 50 entspricht etwa dem Radius der Rotoren links 8 und rechts 9. Die Länge des Profiles 51 des mittleren Einleitflächenkorpusses 10 entspricht genau dem Durchmesser der größten Ausführung des Maschinenraumes 2. Die vordere Nase 52 des mittleren Einlertflächenkorpusses 10 ist in der Rundung symmetrisch ausgestaltet und besitzt auch bis zur Mitte der Rotoren links 8 und rechts 9 eine parallele Seitenausführung. Diese beschriebene Länge entspricht 40 % des Radius der Rotoren links 8 und rechts 9. Die Spitze 53 ist sehr schlank gehalten, damit die Umströmung U ohne Verwirbelung weitergeführt wird. Die keilförmigen Abdriftungen 54 müssen zwingend gewährleistet sein, damit nach den spitzen Enden 55 eine Verwirbelung in die Anlage drückt, welche unterstützend auf die zurücklaufenden Rotorflügel 17 bis 20, beziehungsweise 22 bis 26 wirkt. Da diese Verwirbelung in der Anlage verschwindet, wird der Sog S nicht behindert, der hinter der Anlage zieht und gleitend in die Umströmung U eintritt. Die Rotoren links 8 und rechts 9 laufen in der Drehrichtung zur Mitte spiegelbildlich. Der vierflüglige Rotor 16 besitzt vier aerodynamische Flügel 17, 18, 19 und 20, bei denen die Anordnungen im Rotor beginnend von der Krümmungsfortführung K zugrunde gelegt wird. Die Differenz 57 von der Krümmungsfortführung K zur Mitte der Rotoren links 8 und rechts 9 entspricht 10 % des Rotordurchmessers. Die Differenz 57 von der Krümmungsfortführung K bis zur Mitte der Rotoren links 8 und rechts 9 ist eben so groß, wie der Abstand vom Flügelende 56 bis zur Krümmungsfortführung K. Die Flügel 17 und 19 liegen sich genau gegenüber, ebenso wie die Flügel 18 und 20. Somit trifft die Überströmung beispielsweise am Flügel 17 über der Krümmungsfortführung K genau auf den Frontbereich des Flügels 19 an der Innenseite. Diese schnelle Strömung bedient damit auch genau die Teile, welche funktionsmäßig dafür vorgesehen sind. Der an der

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Druckseitentangente D sich aufbauende Druck des Flügels 17 verlagert sich innerhalb der Krümmungsfortführung K auf den Rest des Flügels 19 und bedient auch dort funktionsgerecht genau die Anlagenteile, die für diese Art der Energieumsetzung nötig sind. Die Flügelform des vierflügligen Rotors 16 ist eine relativ einfache aerodynamische Ausführung mit einer gröberen Krümmung über der Druckseitentangente D. Die Krümmungsdicke 59 entspricht auch der vorderen Flügeldicke 58. Die Flügellänge 60 ergibt sich aus der beschriebenen Krümmungsfortführung K, der Differenz 57 und der Abstand vom Flügelende 56 in bereits vorgegebener Weise. Die Einstellung der Flügel 22, 23, 24 25 und 26 des Rotors 21 erfolgt genau wie im Rotor 16 vorgenannt. Aus der Gegenläufigkeit des Rotors links 8 und des Rotors rechts 9, wie die Drehrichtung zur Mitte M angibt, sind auch die Flügel 22, 23, 24, 25 und 26 spiegelbildlich angeordnet. Unter den Rotorachsen 33 und 34 sitzen in Direktverbindung die Generatoren 14 und 15. Über eine zweckentsprechend angepasste Übersetzung ist es auch möglich, nur einen einzigen Generator 14 oder 15 einzusetzen, wobei aber auch Energieverluste in geringem Maße eintreten und zu kalkulieren sind. Das Dach 11 der Anlage muß in der Mitte eine Erhebung aufweisen, damit im Winkel von etwa 12° die Umströmung U nicht auf Widerstand stößt und ungünstige Strömungswirbel hinter der Anlage verursacht. Die Etagenböden 12 überdecken neben ihren Ausladungen 61 voll umfassend den Gesamtdurchmesser 62. In den Etagenböden 12 befinden sich die Löcher 63 und 64, durch welche die beiden Rotorachsen 33 und 34 hindurchgeführt werden. Die Ausladung des mittleren Leitflächenkorpus 10 in Richtung der Spitze 53 unterstützt durch die Umströmung U die Nachführung in den Windnachstellrichtungen W₁ so daß nur sehr wenig Energie dafür aufgebracht werden muß. Die Etagenbodenergänzungen 65 sind zur Unterstützung der stromlinienförmigen Luftlinie ein unabdingbares Erfordernis.

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Aufetellung der verwendeten Bezugszeichen

1 - Fundament

2 - Maschinenraum

3 - Maschinenaufbau

4 - große Außenleitfläche links

5 - große Außenleitfläche rechts

6 - kleine Innenleitfläche links

7 - kleine Innenleitfläche rechts

8 - Rotor L

9 - Rotor R

10 - mittlerer Leitflächenkorpus

11 - Dach

12- Etagenböden

13- Drehkranz

14- Generatori

15- Generator

16- vierflügliger Rotor

17- FlügeM

18- Flügel 2

19- Flügel 3

20 - Flügel 4

21 - fünfflügliger Rotor

22- FlügeM

23- Flügel 2

24- Flügel 3

25- FlügeM

26- Flügel5

27 - Betonfundament

28- Betonfundament

29 - Eisenträgerkonstruktion

30- Gewässerbodenfundament

31 - Anlagenverankerung

32 - vordere Rundungen Außenieitflächen

33 - Rotorachse

34 - Rotorachse

35 - äußere Rundung Außenieitflächen

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36 - äußere Rundung Außenleitflächen

37- Abstand

38 - stromlinienförmige Luftlinie

39 - Strömungseintrittsbegrenzung

40 - vordere aerodynamische Rundung

41 - innerer Strömungskanal

42- gerade Ausführung

43- Flügeldicke

44 - Scheitelpunkt der geraden Ausführung

45- äußere Krümmung

46 - Ende der Profilspitze

47 - schwächster Punkt der Flügelform 48- Distanz

49 - Dicke des Profils

50 - größte Dicke der Außenleitflächen

51 - Länge des Profiles

52- vordere Nase

53- Spitze

54 - keilförmige Abdriftung

55 - spitze Enden

56 - Abstand Flügelende

57 - Differenz

58- vordere Flügeldicke

59 - Krümmungsdicke

60 - Flügellänge

61 - Ausladung

62- Gesamtdurchmesser

63- Lochi

64- Loch 2

65 - Etagenbodenergänzungen

D - Druckseitentangente

F - Strömungsrichtung

K - Krümmungsfortführung

M - Drehrichtung zur Mitte

S - Sog

U - Umströmung

W- Windnachstellrichtungen

Claims (35)

1. Wind- und Wasserkraftanlage mit zwei gegeneinander laufenden vertikalen Durchströmrotoren ein- und mehretagig bei vollständiger Frontanströmungseinleitung sowie symmetrischer Umströmung dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rotoren links (8) und rechts (9) wahlweise mit vier aerodynamischen Flügeln (17; 18; 19; 20) als auch mit fünf aerodynamischen Flügeln (22; 23; 24; 25; 26) ausgestattet sind, sich innerhalb der Strömungseintrittsbegrenzung (39) die kleine Innenleitfläche links (6) und die kleine Innenleitfläche rechts (7) befinden, wobei die äußere Begrenzung der Anlage durch die große Außenleitfläche links (4) und die große Außenleitfläche rechts (5) realisiert wird; hinter den Rotoren links (8) und rechts (9) der mittlere Leitflächenkorpus (10) angeordnet ist und der gesamte Maschinenaufbau (3) auf einem Drehkranz (13) aufsitzt.

2. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß diese zur Windnutzung im Fundament (1) und auf einem Maschinenraum (2) aufgesetzt ist, oder im Wasser an einer Eisenträgerkonstruktion (29) hängt sowie oberhalb ein Dach (11) zur Abdeckung der Anlage angeordnet ist und dieses Dach (11) bei der Wasserkraftanlage zwischen der Eisenträgerkonstruktion (29) und dem Maschinenraum (2) angeordnet ist.

3. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage mittels herkömmlicher Nachführeinrichtungen im Wind derart nachgeführt wird, indem der Frontanströmbereich stets ideal zur Strömung steht, wobei der mittlere Leitflächenkorpus (10) durch seine hintere Ausladung immer unterstützend zum Drehkranz (13) arbeitet und aufgrund einer gleichbleibenden Strömungsrichtung des Wassers, bei Wasserkraftanlagen der Drehkranz (13) entfällt.

4. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wasserkraftanlage die Eisenträgerkonstruktion (29) Betonfundamente (27; 28) besitzt, in denen eine Anlagenverankerung (31) angeordnet ist.

5. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenaufbau (3) der Anlage, die große Außenleitfläche links (4) und die große Außenleitfläche rechts (5) mit den Etagenböden (12) eine äußere Begrenzung der Einströmung und der Umströmung (U) bilden, wobei diese in den einzelnen Etagen direkt übereinander angeordnet sind.

6. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekenzeichnet, daß der vierflüglige Rotor (16), als auch der fünflüglige Rotor (21) eine Drehrichtung zur Mitte (M) ausführt, wobei die Frontalanströmung durch die vordere Nase (53) des mittleren Leitflächenkorpusses (10) aerodynamisch und ohne Verwirbelung geteilt wird und anfänglich eine symmetrische Form gleicher Dicke aufweist.

7. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach den Punkten 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß die große Außenleitfläche links (4) und die große Außenleitfläche rechts (5), sich im Bereich der äußeren Rundung der Außenleitfläche (36) nach hinten gleitend zur Anlagenmitte hin neigt, und die gleiche Strömungsform aufweist, wie der mittlere Leitflächenkorpus (10), der von seiner mittleren Aufwölbung ab der Mitte zusammenläuft, damit die Umströmung (U) in einer Linienführung von den Seiten auf die hintere Mitte strömt, welche von der vorderen Rundung der Außenleitflächen (32) beginnt.

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8. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach den Punkten 1 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Ausführungen der großen Außenleitfläche links (4) und großen Außenleitfläche rechts (5) mit der gleitenden Rundung bis zur größten Dicke der Außenleitflächen (50) reicht und der Abstand (37) bis zur Spitze der kleinen Innenleitfläche links (6) und der kleinen Innenleitfläche (7) mit der Flucht der Rotorachsen (33; 34) übereinstimmt und vordere Rundungen an der Außenleitfläche (32) angebracht sind.

9. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Windkraftanlage alternativ auch einen Mast besitzen kann, welcher Zweidrittel der äußeren Ausladung der Rotorenanordnung als Durchmesser aufweist.

10. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (37) nicht mehr als 50% des Rotorradius beträgt und die Distanz (48) bei einem Rotordurchmesser von einem Meter etwa 1,5 cm beträgt und dieses Maß bei zunehmendem Rotordurchmesser im Verhältnis unterschritten wird.

11. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Maschinenraumes (2) derart dimensioniert ist, daß er in die Innenfläche der Etagenböden (12) passt, wobei die Rotorachsen (33; 34) nicht zwingend in der Mitte des Maschinenraumes (2) sitzen.

12. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (37) derart dimensioniert ist, indem diagonal keine Strömung auf die rücklaufenden Schaufeln drückt und die große Außenleitfläche links (4) sowie die große Außenleitfläche rechts (5) mit ihrer größten Dicke der Außenleitflächen (50) nicht zu weit die Rotoren (8; 9) abdecken, um den Platz für die Einströmung frei zu machen.

13. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 7 dadurch gekennzeichnet, daß die stromlinienförmige Luftlinie (38), welche von den spitzen Enden (55) zum Ende des mittleren Leitflächenkorpusses (10) führt, oben und unten in den Etagenböden (12) eine Etagenbodenergänzung (65) erhält, wodurch die Etage geschlossen ist.

14. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Etagenböden (12) analog der großen Außenleitfläche links (4) und der großen Außenleitfläche rechts (5) in der Front eine Ausladung (61) aufweisen, welche bis zur äußeren Rundung der Außenleitflächen (35; 36) und bis zur Strömungseintrittsbegrenzung (39) reichen.

15. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 und 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der kleinen Innenleitfläche rechts (7) und der kleinen Innenleitfläche links (6) maximal bis zur Strömungseintrittsbegrenzung (39) reichen und das Ende der Profitspitze (46) so weit an den Rotor (8; 9) reicht wie die Distanz (48) beträgt, welche bei 1 m Rotordurchmesser etwa 1,5 cm beträgt und mit zunehmendem Rotordurchmesser im Verhältnis unterschritten wird.

16. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß die größte Dicke der Außenleitflächen (50) etwa dem Radius der Rotoren (8; 9) entspricht.

17. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Profiles (51) des mittleren Einleitflächenkorpusses (10) genau dem Durchmesser der größten Ausführung des Maschinenraumes (2) entspricht und die vordere Nase (52) der Rundung symmetrisch ausgeführt ist sowie bis zur Mitte der Rotoren (8; 9) eine parallele Seitenführung aufweist, welche 40% des Radius der Rotoren (8; 9) entspricht.

18. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 17 dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf zur Spitze (53) des mittleren Einleitflächenkorpusses (10) sehr schlank ausgeführt ist und eine stromlinienförmige Weiterführung aufweist, analog der Vorgabe durch die Etagenböden (12), welche zu den großen Außenleitflächen links und rechts (4; 5) realisiert wird.

19. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkten 1 und 13 dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Abdriftungen (54) zwingend ausgebildet sind, damit sich die spitzen Enden (55) gleitend in den Kreisumfang des Etagenboden (12) einfügen, der an dieser Stelle mit dem Umfang des Maschinenraumes (2) überein stimmt.

20. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß der vierflüglige Rotor (16) vier aerodynamische Flügel (17; 18; 19; 20) besitzt, bei denen die Anordnungen im Rotor (8; 9) beginnend von der Krümmungsfortführung (K) zugrunde gelegt wird und die Differenz (57) zur Mitte der Rotoren (8; 9) etwa 10% des Rotordurchmessers entspricht, jedoch genau so groß ist, wie der Abstand vom Flügelende (56) bis zur Krümmungsfortführung (K).

21. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 20 dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelform des vierflügligen Rotors (16) eine herkömmliche aerodynamische Ausführung mit leicht groberer Krümmung über die Druckseitentangente (D) aufweist, wobei die Krümmungsdicke (59) der vorderen Flügeldicke (58) entspricht und die Flügellänge (60) nicht größer ausgeführt ist, als das Maß des Radius der Rotoren (8; 9) beträgt und nicht kleiner als 50% davon.

22. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß im fünfflügligen Rotor (21) die Flügel (22; 23; 24; 25; 26) ebenso platziert sind wie im vierflügligen Rotor (16) und beide Rotortypen durch die Drehrichtung zur Mitte (M) spiegelbildlich so angeordnet sind, daß sie mit den Rotorflügeln spiegelbildlich zueinander übereinstimmen.

23. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 19 dadurch gekennzeichnet, daß die spitzen Enden (55) bis zur Flucht der Rotoren (8; 9) reichen.

24. Wind- und Wasserkraftanlagen mit vertikalen Durchströmrotoren nach den Punkten 1 und 18 dadurch gekennzeichnet, daß die stromlinienförmige Luftlinie (38) die äußere Begrenzung der Etagenböden (12) bildet, welche zwingend bis dahin reichen muß.

25. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 22 dadurch gekennzeichnet, daß bei der spiegelbildlichen Anordnung der Rotoren (8; 9) die jeweils zugehörigen Flügel auf der abgewandten Seite zur Drehrichtung (M) die Innenkrümmungen aufweisen.

26. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Materialien für den Maschinenaufbau (3) und die Rotoren (8; 9) sowohl hochfestes Metall, als auch hochfeste Kunststoffe sind.

27. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Dach (11) der Anlage in der Mitte eine Aufwölbung in Form einer Erhöhung aufweist.

28. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausführung als Wasserkraftanlage der Maschinenaufbau (3) über Kopf angeordnet ist, welcher im Gewässerbodenfundament (30) verankert ist.

29. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Innenleitflächen rechts (7) und links (6) eine gerade Ausführung (42) aufweisen die in Strömungsrichtung (F) ausgerichtet sind; einen Scheitelpunkt der geraden Ausführung (44) besitzen, ab dem die innere Rundung beginnt, welche über den schwächsten Punkt der Flügelform bis zur aerodynamischen Rundung (40) führt.

30. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Krümmung (45) der kleinen Innenfläche links (6) und der kleinen Innenfläche rechts (7) aerodynamisch und gleitend vom Ende der Profilspitze (46) bis zur aerodynamischen Rundung (40) führt, welche genau frontal zur Strömungsrichtung (F) in der Anlage ausgerichtet ist.

31. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Profils (45) des mittleren Leitflächenkorpusses (10) etwa 90% des Rotordurchmessers entspricht und die Länge des Profiles (51) genau dem Durchmesser der größten Ausführung des Maschinenraumes (2) entspricht, jedoch die vordere Nase (52) nur bis zur Höhe der Rotorachsen (33; 34) reicht und in der Rundung symmetrisch mit einer anfänglich parallelen Seitenausführung ausgestattet ist, später übergehend in eine lanzenförmige Strömungsform.

32. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die vordere aerodynamische Rundung (40) der kleinen Innenfläche links (6) und der kleinen Innenfläche rechts (7) bis zu ihren hinteren Spitzen den inneren Strömungskanal (41) verengt, welcher den Abstand der Rotorachsen (33; 34) bildet.

33. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Innenleitfläche links (6) und die kleine Innenleitfläche rechts (7) in Strömungsrichtung (F) eine gerade Ausführung (42) bewirken, die in ihrer Länge dem Doppelten der Flügeldicke (43) an der dicksten Stelle entsprechen, wobei die äußere Krümmung (45) aerodynamisch von der vorderen aerodynamischen Rundung (40) bis zum Ende der Profilspitze (46) verläuft.

34. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 20 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flügel (17; 19) genau so gegenüber liegen, wie die Flügel (18; 20), wobei die Überströmungsrichtung am Flügel (17) über der Krümmungsfortführung (K) genau auf den Frontbereich des Flügels (19) an der Innenseite auftrifft.

35. Wind- und Wasserkraftanlage mit vertikalen Durchströmrotoren nach Punkt 1 dadurch gekennnzeichnet, daß die Etagenböden (12) mit ihren Ausladungen (61) den Gesamtdurchmesser (62) des Maschineraumes (2) überdecken, unter Einbeziehung der Etagenbodenergänzungen (65).