[go: up one dir, main page]

DK202200086U3 - Kontraroterende vindmølle og vindkraftværk omfattende en kontraroterende vindmølle - Google Patents

Kontraroterende vindmølle og vindkraftværk omfattende en kontraroterende vindmølle Download PDF

Info

Publication number
DK202200086U3
DK202200086U3 DKBA202200086U DKBA202200086U DK202200086U3 DK 202200086 U3 DK202200086 U3 DK 202200086U3 DK BA202200086 U DKBA202200086 U DK BA202200086U DK BA202200086 U DKBA202200086 U DK BA202200086U DK 202200086 U3 DK202200086 U3 DK 202200086U3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
turbine
turbine rotor
wind
support arm
wind turbine
Prior art date
Application number
DKBA202200086U
Other languages
English (en)
Inventor
Valentin Knutsen Stian
Original Assignee
World Wide Wind Tech As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB2118294.4A external-priority patent/GB2613846A/en
Priority claimed from NO20211518A external-priority patent/NO347728B1/en
Application filed by World Wide Wind Tech As filed Critical World Wide Wind Tech As
Application granted granted Critical
Publication of DK202200086U3 publication Critical patent/DK202200086U3/da

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/02Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D15/00Transmission of mechanical power
    • F03D15/20Gearless transmission, i.e. direct-drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/062Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067Cyclic movements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/706Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/7066Application in combination with an electrical generator via a direct connection, i.e. a gearless transmission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/37Multiple rotors
    • F05B2240/372Multiple rotors coaxially arranged
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/911Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure already existing for a prior purpose
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/912Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure on a tower
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

En vindmølle (12) er fremlagt omfattende mindst en første turbinerotor (16) og en anden turbinerotor (23), hvor den første turbinerotor (16) og den anden turbinerotor (23) roterer rundt omkring samme rotationsakse (A) og er kontraroterende. Vindmøllen (12) omfatter yderligere en generator (35) omfattende en første generatordel (36) og en anden generatordel (38), hvor den første generatordel (36) er monteret på den første turbinerotor (16), således at den vender mod den anden turbinerotor (23), og den anden generatordel (38) er monteret på den anden turbinerotor (23), således at den vender mod den første turbinerotor (16). Den første generatordel (36) omfatter mindst en generatormagnet, og den anden generatordel (38) omfatter mindst en generatorspole til generering af en elektrisk strøm, når vindmøllen (12) er i drift.

Description

l DK 202200086 U3
Kontraroterende vindmølle og vindkraftværk omfattende en kontraroterende vindmølle
Den foreliggende frembringelse relaterer til en vindmølle med en rotationsakse, der i det væsentlige er vinkelret med vindretningen og normalt anbragt med en — lodret rotationsakse og et vindkraftværk, omfattende en sådan vindmølle.
I dag udgør vindkraft ca. 8-10% af den årlige installerede effektkapacitet globalt (ca. 750 GW). Vind vil spille en tiltagende vigtigere rolle i den igangværende energiomstilling til vedvarende energi. Den globale kumulative installerede kapacitet på onshore vindkraft anslås at vokse mere end tredoblet i 2030 til 2.000
GW og kan stige syv gange så meget i 2050 til 5.000 GW, og det forventes, at den installerede vindeffektkapacitet yderligere globalt vil stige betydeligt mod 2050.
Der er to hovedvindmølleteknologier, klassificeret efter orienteringen af vindmøllens rotationsakse. Tre-bladede vandrette akse vindmøller (HAWT) med vingerne mod vindretningen af tårnet producerer den overvældende hovedpart af — vindkraft i verden i dag. Disse turbiner har hovedrotorakslen og den elektriske generator øverst i et tårn og peges ind i vinden. Generatoren placeres oven på en aksel i en nacelle. Teknologien vedrørende sådanne vindmøller er moden, og alle vandrette turbiner produceret og installeret i dag har lignende design. HAWT'erne er vokset i størrelse og installeret kapacitet i de seneste år og spænder nu fra IMW til 14MW per turbine.
En vertikal akse vindmølle (VAWT) har på den anden side sin rotationsakse vinkelret med vindretningen og installeres typisk med en lodret rotationsakse i forhold til jordoverfladen. Dette er derfor en type vindmølle, hvor hovedrotorakslen er sat på tværs af vinden, mens hovedkomponenterne kan findes ved foden af turbinen. Dette arrangement gør det muligt for generatoren at være placeret tæt på jordoverfladen, med et lavt tyngdepunkt, hvilket muliggør nem adgang til service og reparation. VAWT'er behøver ikke at blive peget ind i vinden, hvilket fjerner behovet for vindfølende- og orienteringsmekanismer. VAWT har dog ikke fået samme opmærksomhed og investeringer som HAWT'erne og tegner sig idag for mindre end 0,1% af den installerede vindeffektkapacitet.
Eksisterende teknologi vedrørende VAWT'er har visse ulemper, som kan forklare den meget lave opmærksomhed, som VAWT'er har fået indtil videre. For det første er effektiviteten af traditionelle Savonius VAWT-turbiner lavere i forhold til
HAWT'er, da det hovedsageligt er en turbine, der er afhængig af træk til dens drift, og vingerne mod vindretningen ikke bidrager til elproduktion. De mindre Darius- turbiner udsættes også for vibrationer fra drejningsmomentet, der udøves på masten, hvilket fører til øget slitage og behov for vedligeholdelse. Og endeligt, og måske vigtigst af alt, har VAWT'er ikke modtaget noget nær det samme beløb i
, DK 202200086 U3 investeringer i forskning og udvikling som HAWT'er og er derfor en meget mindre moden teknologi.
Generelt er et problem med eksisterende vindmøller gearsystemet, der udsættes for store og varierende kræfter. Gearsystemerne skal derfor konstrueres, så de kan — modstå store og varierende kræfter over tid og er derfor dyre. Vindmøllerne kræver stadig omfattende vedligeholdelse og overvågning for at forhindre og undgå fuldstændig nedbrydning af gearene.
Vejrforholdene er ofte voldsomme på steder, hvor der er installeret vindmøller, og vindmøllernes design skal kompensere for virkningen af kraftig vind og også bølger for vindmøller, der installeres offshore. Yderligere kan vindforholdene variere betydeligt afhængigt af hvor langt fra jord- eller vandoverfladen vindmøllen er monteret.
Dermed, har et formål med den foreliggende frembringelse været at udvikle en vindmølle, hvor mindst en og fortrinsvis nogle eller alle af de ovennævnte — problemer er mildnet.
Et yderligere formål med den foreliggende frembringelse har været at tilvejebringe en vindmølle, hvor produktionsomkostningerne, vedligeholdelse og overvågning af gearsystemet til vindmøller reduceres.
Et yderligere formål med den foreliggende frembringelse har været at tilvejebringe en vindmølle, der kan kombineres med og/eller integreres med andre konstruktioner, der skal opføres.
Et yderligere formål med den foreliggende frembringelse har været at tilvejebringe en vindmølle, der er egnet til eftermontering på en eksisterende konstruktion.
Et yderligere formål med den foreliggende frembringelse har været at udvikle en vindmølle, der tager højde for de varierende vindforhold ved jord- eller vandoverfladen og i en vis afstand fra jord- eller vandoverfladen.
Et yderligere formål med den foreliggende frembringelse har været at udvikle en vindmølle med en generator, der ikke har brug for et gearsystem.
Et yderligere formål med den foreliggende frembringelse har været at udvikle en vindmølle med en effektiv afkøling af generatoren.
Et yderligere formål med den foreliggende frembringelse har været en vindmølle med en forenklet konstruktion, sammenlignet med almindelige HAWT- vindmøller.
2 DK 202200086 U3
Disse formål opnås med en vindmølle som defineret i krav 1, et vindkraftværk som defineret i krav 22 og anvendelse af vindmøllen eller vindkraftværket som defineret i krav 29. Yderligere udførelsesformer af vindmøllen er defineret i de uafhængige krav.
Der er således tilvejebragt en vindmølle omfattende mindst en første turbinerotor og en anden turbinerotor, hvor den første turbinerotor og den anden turbinerotor roterer omkring den samme rotationsakse (A), som strækker sig i længderetningen af vindmøllen, og den første turbinerotor og den anden turbinerotor er kontraroterende. Vindmøllen omfatter yderligere en generator, der omfatter en første generatordel og en anden generatordel, hvor den første generatordel er monteret på den første turbinerotor, og den anden generatordel er monteret på den anden turbinerotor, og hvor den første generatordel omfatter mindst en generatormagnet, og den anden generatordel omfatter mindst en generatorspole til generering af en elektrisk strøm, når vindmøllen er i drift, dvs. når den første — turbinerotor og/eller den anden turbinerotor roterer.
Den foreliggende vindmølle er således fortrinsvis en VAWT, dvs. vindmøllens rotationsakse er anbragt i en vinkel på cirka 90 grader i forhold til vindretningen, og sædvanligvis som en vertikal vindmølle, selvom det er muligt at anbringe vindmøllen, så rotationsaksen er vandret og samtidig i det væsentlige vinkelret med vindretningen. Det bør bemærkes, at generatormagneten kan være en permanent magnet eller en elektromagnet. Det skal også nævnes, at rotationsaksen
A og vindmøllens og tårnets længderetning kan være anbragt således, at de er en smule skrå i forhold til et vandret plan. Dette kan være egnet til for eksempel flydende vindkraftværker anbragt i vand. — En fordel ved den foreliggende turbine sammenlignet med konventionelle turbiner, der normalt installeres i dag, er, at de kontraroterende turbiner ikke producerer drejningsmomenter, der skal løftes af en bærende konstruktion, såsom tårnet af vindkraftværket. Den foreliggende vindmølle er derfor velegnet til eftermontering på en eksisterende konstruktion såsom tårnet af eksisterende vindmøller med vandret akse. Eksisterende vindkraftværker kan derfor let opgraderes og gøres mere effektive.
En yderligere fordel ved den heri beskrevne vindmølle er, at der ikke er behov for et gear. Dette giver mindre friktionstab og krav til køling. Fraværet af gear gør også den foreliggende vindmølle meget mere pålidelig og kræver mindre vedligeholdelse sammenlignet med de traditionelle turbiner med vandret akse, der almindeligvis bygges i dag. Dette gør den foreliggende vindmølle mere velegnet til brug på steder, hvor vejrforholdene er barske, såsom offshore steder. Ydermere, siden vindmøllen ikke kræver et gearsystem, er det desuden lettere at opskalere den foreliggende vindmølle end traditionelle vindmøller.
Den første generatordel er fortrinsvis monteret på en radialt perifer første del af den første turbinerotor, som vender mod den anden turbinerotor, og den anden generatordel er fortrinsvis monteret på en radialt perifer anden del af den anden turbinerotor, som vender mod den første turbinerotor. Ved at arrangere generatoren i periferien af turbinerotorerne er der mindre behov for afkøling, da generatorens dele vil have en stor overflade, som naturligt afkøles med luft.
Den første turbinerotor kan omfatte en øvre første turbinerotor og en nedre første turbinerotor, som er anbragt på modsatte sider af den anden turbinerotor i vindmøllens længderetning.
Den øvre første turbinerotor og den nedre første turbinerotor er fortrinsvis monteret på en første turbineaksel, dvs. en fælles aksel til de to turbinerotorer, som er indrettet til at blive drejeligt monteret på et tårn af et vindkraftværk eller til et fastgørelseselement af en separat konstruktion. For eksempel kan vindmøllen eftermonteres på et tårn af et eksisterende vindkraftværk, eller samtidig med at der bygges et separat vindkraftværk. Den anden turbinerotor er derimod fortrinsvis drejeligt monteret på den første turbineaksel.
Den øvre første turbinerotor og den nedre første turbinerotor er monteret på en første turbineaksel, der er indrettet til at blive drejeligt monteret på et tårn (13) af et vindkraftværk (10) eller et fastgørelseselement (54) på en separat konstruktion
Den øvre første turbinerotor og den nedre første turbinerotor kan have samme længder i længderetningen. Alternativt fremstilles den øvre første turbinerotor og den nedre første turbinerotor med forskellige længder i længderetningen, for eksempel på grund af varierende vindintensitet i forskellige højder over jordoverfladen, hvor vindkraftværket er beliggende.
Den øvre første turbinerotor og den nedre første turbinerotor kan have tilsvarende diametre.
Alternativt har den øvre første turbinerotor og den nedre første turbinerotor forskellige diametre, for eksempel på grund af varierende vindintensitet i forskellige højder over jordoverfladen, hvor vindkraftværket er beliggende.
Ligeledes, hvis vindmøllen er tilvejebragt med en nedre første turbinerotor og en øvre første turbinerotor, kan den nedre første turbinerotor have en mindre diameter og/eller en mindre højde end den øvre første turbinerotor, f.eks. på grund af varierende vindintensitet i forskellige højder over jordoverfladen, hvor vindkraftværket er beliggende. > Hvis vindmøllen er tilvejebragt med en nedre første turbinerotor og en øvre første turbinerotor, er den første generatordel fortrinsvis monteret på en radialt perifer
. DK 202200086 U3 første del af den øvre første turbinerotor, som vender mod den anden turbinerotor, og den anden generatordel er fortrinsvis monteret på en radialt perifer anden del af den anden turbinerotor, som vender mod den første turbinerotor. Alternativt, kan den første generatordel monteres på en radialt perifer første del af den første nedre turbinerotor, som vender mod den anden turbinerotor, og den anden generatordel kan monteres på en radialt perifer anden del af den anden turbinerotor, der vender mod den første turbinerotor.
Vindmøllen kan yderligere omfatte en ydre anden turbinerotor, som er anbragt radialt uden for den første turbinerotor og er sikkert fastgjort til den anden —turbinerotor, for eksempel med støtteelementer såsom bjælker, stivere, afstivere eller lignende elementer, der er egnede til at understøtte den ydre anden turbinerotor. Således roterer den ydre anden turbinerotor sammen med den anden turbinerotor.
Selvom det ikke er vist i figurerne, skal det også nævnes, at en ydre anden turbine, på samme måde, kan fastgøres til den anden turbinerotor på udførelsesformen af vindmøllen vist i figur 3, således at den ydre anden turbinerotor er anbragt radialt uden for den øvre første turbinerotor.
Den første turbinerotor og den ydre anden turbinerotor har fortrinsvis stort set samme længde i længderetningen af vindmøllen.
Hvis vindmøllen er tilvejebragt med en ydre anden turbinerotor, er den første generatordel fortrinsvis monteret på en radialt perifer første del af den første turbinerotor, som vender mod den anden turbinerotor, og den anden generatordel er fortrinsvis monteret på en radialt perifer anden del af den anden turbinerotor, som vender mod den første turbinerotor. Alternativt kan den første generatordel — monteres på en radialt perifer første del af den første turbinerotor, som vender mod den ydre anden turbinerotor, og den anden generatordel kan monteres på en radialt perifer anden del af den ydre anden turbinerotor, som vender mod den første turbinerotor.
Hver turbinerotor omfatter fortrinsvis mindst en støttearm, der strækker sig i en i det væsentlige radialretning i forhold til vindmøllens rotationsakse, og fortrinsvis mindst en turbinevinge, der er monteret på støttearmen.
Den mindst ene turbinevinge er fortrinsvis drejeligt monteret på den mindst ene støttearm. Placeringen af den mindst ene turbinevinge i forhold til den mindst ene støttearm kan derved justeres, når vindmøllen, og den mindst ene støttearm, roterer rundt omkring vindmøllens rotationsakse.
Den mindst ene turbinevinge strækker sig fortrinsvis i en retning, der i det væsentlige er parallel med vindmøllens rotationsakse. Den mindst ene turbinevinge strækker sig derfor i det væsentlige i samme retning som vindmøllens rotationsakse og vindmøllens længderetning.
Den mindst ene støttearm kan omfatte en første støttearm og en anden støttearm, som er fordelt i vindmøllens længderetning, og den mindst ene turbinevinge kan — drejeligt monteres på den første støttearm og på den anden støttearm. Den mindst ene turbinevinge kan derfor understøttes i begge ender i længderetningen.
Hver turbinerotor af vindmøllen består fortrinsvis af en flerhed af støttearme, og fortrinsvis er mindst en turbinevinge monteret på hver støttearm.
Flerheden af støttearme er fortrinsvis jævnt fordelt periferisk i forhold til vindmøllens rotationsakse.
Hver støttearm kan også være tilvejebragt med en ydre støttearm, som er drejeligt forbundet med støttearmen ved en radialt ydre del af støttearmen. De ydre støttearme roterer fortrinsvis i forhold til deres respektive støttearme, når vindmøllen roterer rundt omkring vindmøllens rotationsakse, således at de ydre støttearme til enhver tid har en ønsket position i forhold til deres respektive støttearme afhængigt af vindretningen, dvs. rotationspositionen af deres respektive støttearme 1 den periferiske retning omkring vindmøllens rotationsakse.
Den mindst ene turbinevinge er fortrinsvis monteret på hver ydre støttearm.
Endvidere kan mindst en turbinevinge drejeligt monteres på den ydre støttearm, — og/eller mindst en turbinevinge drejeligt kan monteres på støttearmen.
Alternativt kan en flerhed af turbinevinger drejeligt monteres på hver støttearm og/eller den ydre støttearm, hvor turbinevingerne er fordelt i radialretning i forhold til vindmøllens rotationsakse langs længden af støttearmen og/eller den ydre støttearm.
Den ydre støttearm er fortrinsvis indrettet til at blive aktivt roteret i forhold til støttearmen, da turbinerotorerne roterer rundt omkring vindmøllens rotationsakse.
Ydermere er hver støttearm fortrinsvis tilvejebragt med et aktiveringsmiddel, der roterer den ydre støttearm til en ønsket position i forhold til støttearmen.
Aktiveringsmidlerne er fortrinsvis en motor, såsom en elektrisk motor, en — hydraulisk motor eller en pneumatisk motor af en type, der er kommercielt tilgængelig og egnet til at påvirke rotationsbevægelsen af de ydre arme i forhold til deres respektive støttearme, når turbinerotorerne roterer rundt omkring vindmøllens rotationsakse.
, DK 202200086 U3
Vindmøllen omfatter fortrinsvis et styresystem, der styrer støttearmens driveanordninger, således at hver ydre arm roteres til en ønsket position i forhold til støttearmen som den drejeligt er fastgjort til, afhængigt af støttearmens rotationsposition, når turbinerotorerne roterer rundt omkring vindmøllens — rotationsakse.
Alternativt kan vindmøllen være tilvejebragt med kæder, bælter, et tandhjulssystem, en kombination af disse eller enhver anden lignende anordning, som kan styre placeringen af de ydre arme i forhold til de respektive støttearme, de er monteret på, og jo længere placeringen af turbinevingerne i forhold til — støttearmene og/eller de ydre støttearme, de er monteret på, mens vindmøllens turbinerotorer roterer.
Vindmøllen kan yderligere inkorporere fjederelementer for at lette bevægelsen af de ydre støttearme i forhold til støttearmene og/eller bevægelsen af turbinevingerne i forhold til de ydre støttearme og/eller støttearme, og/eller for at — hjælpe med at genvinde i det mindste noget af den energi, der bruges til at påvirke rotationsbevægelsen af de ydre støttearme i forhold til deres respektive støttearme, når de ydre støttearme roterer mellem en første yderste position og en anden yderste position i forhold til støttearmen arm, dvs. en imaginær linje gennem eller imaginær forlængelse af støttearmen, når vindmøllen roterer rundt omkring rotationsaksen A under drift af vindmøllen.
Vindmøllen kan drejeligt monteres på en separat struktur, såsom en tårnkonstruktion. Tårnkonstruktionens længderetning er fortrinsvis væsentlig parallel med vindmøllens rotationsakse, dvs. vindmøllen er typisk en vindmølle med lodret akse, når vindmøllen er blevet installeret.
Der er også tilvejebragt et vindkraftværk omfattende en separat konstruktion og en vindmølle som beskrevet ovenfor, hvor vindmøllen er monteret på den separate konstruktion.
Den separate struktur kan være en eksisterende struktur, dvs. vindmøllen eftermonteres på en eksisterende konstruktion. Alternativt kan den separate — konstruktion være en konstruktion under opførelse, dvs. vindmøllen er monteret på den separate konstruktion, mens den er ved at blive konstrueret, og vindmøllen kan derfor integreres med den separate konstruktion i designfasen.
Den separate konstruktion kan, for eksempel, være et tårn af et eksisterende vindkraftværk eller et vindkraftværk under opførelse.
Den separate konstruktion kan også være en mast, såsom en radiomast eller en tv- mast eller en elmast eller en mobilmast.
Den separate konstruktion kan også være en pæl, såsom en lygtepæl eller en telegrafpæl.
Den separate konstruktion kan også være en skorsten.
Der er også tilvejebragt en fremgangsmåde til anvendelse af en vindmølle som beskrevet ovenfor og/eller et vindkraftværk som beskrevet ovenfor, hvori vindmøllen er monteret på en separat konstruktion.
Den separate konstruktion kan være en eksisterende konstruktion. Den separate konstruktion kan alternativt være en konstruktion under opførelse. Den separate konstruktion kan for eksempel være en af følgende konstruktioner: tårn af et eksisterende vindkraftværk eller et vindkraftværk under opførelse; en mast, såsom en radiomast eller en tv-mast eller en elmast eller en mobilmast; en pæl, såsom en lygtepæl eller en telegrafpæl; en skorsten.
I det følgende, vil den foreliggende frembringelse blive forklaret mere detaljeret med henvisning til figurerne med et antal ikke-begrænsende udførelsesformer, — hvor:
Figur 1 viser en skematisk illustration af en vindmølle ifølge den foreliggende frembringelse omfattende en første turbinerotor og en anden turbinerotor, der er kontraroterende rotorer.
Figur 2 viser en skematisk illustration af den anden turbinerotor med viklingerne af spolen af statoren af den elektriske generator.
Figur 3 viser en skematisk illustration af en vindmølle ifølge den foreliggende frembringelse omfattende en nedre første turbinerotor og en øvre første turbinerotor anbragt på en fælles aksel og på hver side for den anden turbinerotor i længderetningen af vindmøllen.
Figur 4 viser en skematisk illustration af en vindmølle ifølge den foreliggende frembringelse omfattende en første turbinerotor og en anden turbinerotor som vist i figur 1, og en ydre anden turbinerotor, der er sikkert fastgjort til den anden turbinerotor og anbragt periferisk på ydersiden af den første turbinerotor i forhold til den første turbinerotor.
Figur 5 viser en skematisk illustration af en vindmølle ifølge den foreliggende frembringelse omfattende et antal støttearme, der understøtter mindst en turbinevinge hver, og hvor støttearmene er tilvejebragt med en ydre støttearm, som turbinevingerne drejeligt er fastgjort til.
2 DK 202200086 U3
Figur 6 viser en skematisk illustration af en vindmølle ifølge den foreliggende frembringelse, hvor fire kontraroterende turbinerotorer er monteret på tårnet af et vindkraftværk.
Figur 7 viser en skematisk illustration af en vindmølle ifølge den foreliggende — frembringelse, hvor tre turbinerotorer, som vist i figur 3, er monteret på tårnet af et vindkraftværk.
Som angivet i figurerne, rotationsaksen A af alle udførelsesformer af vindmøllen 12 vist i figur 1-7 er anbragt i en i det væsentlige ret vinkel, eller vinkelret, med vindretningen. Derfor er rotationsaksen A for vindmøllen 12 i det væsentlige lodret —iforhold til en vandret jordoverflade 56 eller havets overflade 56 (se figur 6 og 7).
Vindmøllen 12 er derfor en vertikal akse vindmølle (VAWT). Det burde også skulle nævnes, at længderetningen af vindmøllen 12 strækker sig i samme retning som rotationsaksen A. Det burde dog nævnes, at rotationsaksen A og længderetningen af vindmøllen og tårnet kan være anbragt således, at de er skrå i forhold til et vandret plan. Dette kan være egnet til for eksempel flydende vindkraftværker anbragt i vand.
I figur 1 er et vindkraftværk 10 ifølge den foreliggende frembringelse vist omfattende en vindmølle 12. Vindmøllen 12 er monteret på et tårn 13, som kan være et tårn 13 af en eksisterende konstruktion, såsom et eksisterende vindkraftværk, men kan også være en mast, stolpe, skorsten eller enhver anden egnet eksisterende konstruktion, hvorpå vindmøllen 12 kan eftermonteres.
Vindmøllen 12 kan også monteres på et tårn 13, eller lignende konstruktion, når tårnet bygges.
Vindmøllen vist i figur 1 omfatter en første turbinerotor 16 som er drejeligt — monteret på tårnet 13 rundt omkring en rotationsakse A, og en anden turbinerotor 23 som også er drejeligt monteret på tårnet 13 rundt omkring den samme rotationsakse A.
Den første turbinerotor 16 understøttes på mindst en, men fortrinsvis to eller flere første turbinerotorlejer 31, som tillader den første turbinerotor at rotere rundt omkring rotationsaksen A og sikre, at eksterne kræfter på den første turbinerotor 16 optages og overføres til tårnet 13.
Tilsvarende understøttes den anden turbinerotor 23 af mindst en, men fortrinsvis to eller flere anden turbinerotorlejer 32, som tillader den anden turbinerotor at rotere rundt omkring rotationsaksen A og sikre, at eksterne kræfter på den anden — turbinerotor 23 optages og overføres til tårnet 13.
Den første turbinerotor 16 og den anden turbinerotor 23 er anbragt således, at de roterer i modsatte retninger rundt omkring rotationsaksen A, når vindmøllen 12 er
1 DK 202200086 U3 i drift, dvs. den første turbinerotor 16 og den anden turbinerotor 23 er kontraroterende turbiner.
Som angivet i figurerne, er rotationsaksen A af vindmøllen 12 anbragt i det væsentlige i en ret vinkel, eller vinkelret, med vindretningen. Derfor er rotationsaksen A for vindmøllen 12 i det væsentlige lodret i forhold til en vandret jordoverflade 56 eller havets overflade 56 (se figur 6 og 7). Vindmøllen 12 er derfor en vertikal akse vindmølle (VAWT). Som nævnt ovenfor kan rotationsaksen
A og længderetningen af vindmøllen og tårnet også være anbragt således, at de er skrå i forhold til et vandret plan. Det kan være egnet til for eksempel — vindkraftværker anbragt flydende i vand.
Vindmøllen 12 er tilvejebragt med en generator 35 til produktion af elektrisk energi. Generatoren 35 omfatter en første generatordel 36, som omfatter magneterne af generatoren 35, og en anden generatordel 38, som omfatter viklingerne af generatoren 35. Den første generatordel 36 kan monteres på den — første turbinerotor 16, som vist i figur 1, således at den første generatordel 36 vender mod den anden turbinerotor 23. Den anden generatordel 38 kan monteres på den anden turbinerotor 23, som vist i figur 1, således at den anden generatordel 38 vender mod den første turbinerotor 16.
I figur 2 er den anden turbinerotor 23 skematisk vist med den anden generatordel, — herunder dens viklinger, monteret på den anden turbinerotor 23.
Alternativt er den anden generatordel 38, omfattende vinklingerne af generatoren 35, monteret på den første turbinerotor 16, og den første generatordel 36, omfattende magneterne af generatoren 35, er monteret på den anden turbinerotor 23. — Generatoren 35 er fortrinsvis monteret på en radialt perifer del af turbinerotorerne 16, 23, dvs. ved den ydre del af turbinerotorerne 16, 23 i forhold til rotationsaksen
A. Dette vil give en større relativ hastighed mellem magneterne af den første generatordel 36 og viklingen af den anden generatordel 38. Derfor, som angivet i figur 1, og også i figur 3-4, er den første generatordel 36 monteret på en radialt perifer første del 17 af den første turbinerotor 16, som vender mod den anden turbinerotor 23, og den anden generatordel 38 er monteret på en radialt perifer anden del 24 af den anden turbinerotor 23, som vender mod den første turbinerotor 16.
Som vist i figur 1 er vindkraftværket 10 yderligere tilvejebragt med en slæbering 41, som er monteret på den anden turbinerotor 23. Vindkraftværket 10 er yderligere tilvejebragt med børster 42, som er monteret på tårnet 13 og samarbejder med
1 DK 202200086 U3 slæberingen 41, så elektrisk energi produceret af generatoren 35 kan eksporteres fra vindmøllen 12 og overføres til ethvert ønsket eksternt sted.
I figur 3 er der vist en udførelsesform af en vindmølle 12 ifølge den foreliggende frembringelse, som er lidt forskellig fra vindmøllen 12 vist i figur 1.
Istedet for en enkelt første turbinerotor 16 omfatter vindmøllen 12 vist i figur 3 en øvre første turbinerotor 19 og en nedre første turbinerotor 20. Den øvre første turbinerotor 19 og den nedre første turbinerotor 20 er begge monteret på en første turbineaksel 21.
Den øvre første turbinerotor 19 og den anden turbinerotor 20 er placeret med — mellemrum i længderetningen af vindmøllen 12, dvs. i retning af rotationsaksen A, og den anden turbinerotor 23 er anbragt mellem den øvre første turbinerotor 19 og den nedre første turbinerotor 20.
Den anden turbinerotor 23 er sikkert monteret på en anden turbineaksel 25. Den anden turbineaksel 25 er drejeligt monteret på den første turbineaksel 21 som angivet i figur 3. Den anden turbineaksel 25 understøttes af mindst en, men fortrinsvis to eller flere anden turbinerotorlejer 32, som tillader den anden turbinerotor at rotere rundt omkring rotationsaksen A, i modsat retning af den øvre første turbinerotor 19 og den nedre første turbinerotor 20, og for at sikre, at eksterne kræfter og belastninger på den anden turbinerotor 23 optages og overføres til den første turbineaksel 21 og efterfølgende til tårnet 13. Den øvre og nedre første turbinerotor 19, 20 og den anden turbinerotor 23 er derfor kontraroterende turbiner.
Den første turbineaksel 21 er drejeligt monteret på tårnet 13 rundt omkring rotationsaksen A. Den første turbineaksel 21 understøttes på mindst en, men — fortrinsvis to eller flere første turbinerotorlejer 31, som tillader den nedre første turbinerotor 20 og den øvre første turbinerotor at rotere rundt omkring rotationsaksen A og sikre, at eksterne kræfter og belastninger på den nedre første turbinerotor 20. den øvre første turbinerotor 19 og den anden turbinerotor 23 optages og overføres til tårnet 13.
Som i udførelsesformerne vist i figur 1 omfatter generatoren 35 en første generatordel 36, omfattende magneterne af generatoren 35, og en anden generatordel 38 omfattende viklingerne af generatoren 35. Den første generatordel 36 kan monteres på den øvre første turbinerotor 19, fortrinsvis på en perifer første del 17 af den øvre første turbinerotor 19 som angivet i figur 3, og den anden — generatordel 38 kan monteres på den anden turbinerotor 23, fortrinsvis på en perifer anden del 24 af den anden turbinerotor 23, eller omvendt.
DK 202200086 U3
Naturligvis, som et alternativ, kan den fgrste generatordel 36 monteres pa den anden turbinerotor 23, fortrinsvis pa en perifer anden del af den anden turbinerotor 23, og den anden generatordel 38 kan monteres pa den nedre fgrste turbinerotor 20, fortrinsvis på en perifer første del af den nedre første turbinerotor 20, eller 5 > omvendt.
Selvom det ikke er vist i figur 3, er vindkraftværket 10 yderligere tilvejebragt med en slæbering, som kan monteres på den øvre første turbinerotor 19 eller den første turbineaksel 21, og børster der er monteret på tårnet 13 over vindmøllen 12.
Børsterne samarbejder med slæberingen så elektrisk energi produceret af — generatoren 35 kan eksporteres fra vindmøllen 12 og overføres til ethvert ønsket eksternt sted.
I figur 4 er der vist en yderligere udførelsesform af en vindmølle 12 ifølge den foreliggende frembringelse. Vindmøllen 12 omfatter en første turbinerotor 16 som er drejeligt monteret på tårnet 13 rundt omkring rotationsaksen A, og en anden — turbinerotor 23 som også er drejeligt monteret på tårnet 13 rundt omkring den samme rotationsakse A.
Den første turbinerotor 16 understøttes på mindst en, men fortrinsvis to eller flere første turbinerotorlejer 31, som tillader den første turbinerotor at rotere rundt omkring rotationsaksen A og sikre, at eksterne kræfter på den første turbinerotor 16 optages og overføres til tårnet 13.
Tilsvarende understøttes den anden turbinerotor 23 af mindst en, men fortrinsvis to eller flere anden turbinerotorlejer 32, som tillader den anden turbinerotor at rotere rundt omkring rotationsaksen A og sikre, at eksterne kræfter på den anden turbinerotor 23 optages og overføres til tårnet 13.
Den første turbinerotor 16 og den anden turbinerotor 23 er anbragt således, at de roterer i modsatte retninger rundt omkring rotationsaksen A, når vindmøllen 12 er i drift, dvs. den første turbinerotor 16 og den anden turbinerotor 23 er kontraroterende turbiner.
Vindmøllen 12 er yderligere tilvejebragt med en ydre anden turbinerotor 28. Som — angivet i figur 4 er den ydre anden turbinerotor 28 anbragt radialt på ydersiden af den første turbinerotor 16 i forhold til rotationsaksen A og strækker sig omkring den første turbinerotor 16 i den periferiske retning af vindmøllen 12.
Den ydre anden turbinerotor 28 understøttes af mindst en, men fortrinsvis en flerhed af støtteelementer 28 som angivet i figur 4. Støtteelementerne 28 er sikkert — fastgjort til den anden turbinerotor 23 og til den ydre anden turbinerotor 23, for eksempel ved svejsning eller med bolte, skruer eller andre egnede fastgørelsesmidler. Den anden turbinerotor 23 og den ydre anden turbinerotor 28
DK 202200086 U3 roterer derfor sammen som en enhed, når vindmøllen 12 er i drift. Den første turbinerotor 16 og den anden og ydre anden turbinerotorer 23, 28 er derfor kontraroterende turbinerotorer.
Hvad angår de andre udførelsesformer for den foreliggende frembringelse, > omfatter generatoren 35 en første generatordel 36 som omfatter magneterne af generatoren 35, og en anden generatordel 38 som omfatter viklingerne af generatoren 35. Den første generatordel 36 kan monteres på den første turbinerotor 16 som vist i figur 4, således at den første generatordel 36 vender mod den anden turbinerotor 23. Den anden generatordel 38 kan monteres på den anden —turbinerotor 23 som vist i figur 4, således at den anden generatordel 38 vender mod den første turbinerotor 16.
Alternativt er den anden generatordel 38, omfattende vinklingerne af generatoren 35, monteret på den første turbinerotor 16, og den første generatordel 36, omfattende magneterne af generatoren 35, er monteret på den anden turbinerotor 23.
Som for de andre udførelsesformer af den foreliggende frembringelse er generatoren 35 fortrinsvis monteret på en radialt perifer del af turbinerotorerne 16, 23, dvs. ved den ydre del af turbinerotorerne 16, 23 i forhold til rotationsaksen A.
Dette vil tilvejebringe en større relativ hastighed mellem magneterne af den første — generatordel 36 og viklingerne af den anden generatordel 38.
Derfor, som angivet i figur 4, er den første generatordel 36 monteret på en radialt perifer første del 17 af den første turbinerotor 16 som vender mod den anden turbinerotor 23, og den anden generatordel 38 er monteret på en radialt perifer anden del 24 af den anden turbinerotor 23 som vender mod den første turbinerotor 16.
Selv om det ikke er vist i figur 4, er vindkraftværket 10 yderligere tilvejebragt med en slæbering, som fortrinsvis er monteret på den anden turbinerotor 23.
Vindkraftværket 10 er også tilvejebragt med børster, der er monteret på tårnet 13 og samarbejder med slæberingen så elektrisk energi produceret af generatoren 35 kan eksporteres fra vindmøllen 12 og overføres til ethvert ønsket eksternt sted.
Vindmøllen 12 kan tilvejebringes med en velkendt konstruktionstype omfattende et antal støttearme, der strækker sig udad i radialretning i forhold til rotationsaksen
A. Støttearmene er fortrinsvis jævnt fordelt rundt om vindmøllen 12 i vindmøllens perifere retning 12 omkring rotationsaksen A.
Hyver støttearm kan understøtte en enkelt turbinevinge, der er drejeligt monteret på en radialt ydre del af støttearmen. Alternativt kan hver støttearm understøtte en
DK 202200086 U3 flerhed af turbinevinger fordelt langs stgttearmen med en gnsket afstand mellem dem.
Hver støttearm omfatter fortrinsvis en øvre stgttearm og en nedre støttearm.
Turbinevingen, eller turbinevingerne, arrangeres derefter mellem den øvre — støttearm og den nedre stgttearm og er drejeligt monteret på den øvre støttearm og den nedre støttearm på en måde, der er velkendt inden for teknikken. Når vindmøllen 12 er i drift, roteres turbinevingerne af støttearmene kontinuerligt til en ønsket position i forhold til deres respektive støttearme afhængigt af vindmøllens rotationsposition for at give den størst mulige og/eller ønskelige — vindkraft på vindmøllen 12.
I stedet for at anvende den velkendte konstruktion af turbinerotorer, der er beskrevet ovenfor, kan der anvendes en alternativ turbinerotor som vist i figur 5.
I figur 5 er der vist en mulig version af vindmøllen 12 omfattende otte støttearme 45, som er sikkert fastgjort til et centralt turbinerotorstøtteelement 14 i vindmøllen 12. Støttearmene 45 er jævnt fordelt i den periferiske retning omkring tårnet 13.
Som angivet i figur 5 kan vindmøllen 12 være tilvejebragt med 8 støttearme 45, men vindmøllen 12 kan naturligvis være tilvejebragt med ethvert antal støttearme 45, som ville være egnet til ethvert givent vandkraftværk 10.
Støttearmene 45 strækker sig fortrinsvis udad i en i det væsentlige radialretning fra tårnet 13. Ved den radialt ydre endedel af støttearmene 45 monteres en ydre støttearm 50 som angivet i figuren. De ydre støttearme 50 er leddelte, dvs. de er drejeligt fastgjort til respektive støttearme 45 med en forbindelsesanordning 51, som gør det muligt for de ydre støttearme 50 at rotere i forhold til støttearmene 45.
Forbindelsesanordningerne 51 kan være tilvejebragt med aktiveringsmidler, så rotationen af de ydre støttearme 50 i forhold til støttearmene 45 kan styres således, at de ydre støttearme 50 roteres kontinuerligt til en ønsket position i forhold til deres respektive støttearme 45, når vindmøllen 12 roterer. Som angivet i figur 5 vil den ønskede position af de ydre støttearme 50 i forhold til deres respektive støttearme 45 ændre sig under en fuld rotation af turbinerotoren rundt omkring rotationsaksen A og afhænger af, hvor i rotationscyklussen af turbinerotoren støttearmene 45 er placeret til enhver tid.
Aktiveringsmidlerne kan være en motor, såsom en elektrisk motor, eller en hydraulisk anordning, såsom en stempel/cylinderenhed, eller et mekanisk system omfattende kæder eller drivremme, eller ethvert andet egnet aktiveringsmiddel, der eri stand til at dreje de ydre støttearme 50 i forhold til deres respektive støttearme 45.
i. DK 202200086 U3
Som angivet i figur 5 er en turbinevinge 47 drejeligt monteret pa en ydre endedel af de ydre stgttearme 50, fortrinsvis med respektive turbinevinge forbindelsesanordninger 48. Det skal nævnes, at to eller flere turbinevinger 47 kan monteres på hver ydre støttearm 50 fordelt langs den ydre støttearm 50. En eller flere turbinevinger kan også monteres pa støttearmen 45 fordelt langs støttearmen 45.
Turbinevinge forbindelsesanordningerne 48 er fortrinsvis også tilvejebragt med aktiveringsmidler, så rotationen af turbinevingerne 47 i forhold til de ydre støttearme 50 kan styres således, at turbinevingerne 47 kontinuerligt roteres til en — ønsket position i forhold til deres respektive ydre støttearme 50, når vindmøllen 12 roterer, og de ydre støttearme 50 roterer i forhold til deres respektive støttearme 45, Aktiveringsmidlerne kan være en motor, såsom en elektrisk motor, eller en hydraulisk anordning, såsom en stempel/cylinderenhed, eller et mekanisk system omfattende kæder eller drivremme, eller ethvert andet egnet aktiveringsmiddel, der er i stand til at dreje turbinevingerne 47 i forhold til deres respektive ydre støttearme 50.
Vindmøllen 12 kan også indeholde fjederelementer for at lette bevægelsen af de ydre støttearme 50 i forhold til støttearmene 45 og/eller bevægelsen af turbinevingerne 47 i forhold til de ydre støttearme 50 og/eller støttearmene 45 — og/eller for at hjælpe med at genvinde mindst noget af den energi, der bruges til at påvirke rotationsbevægelsen af de ydre støttearme 50 i forhold til deres respektive støttearme 45 som de ydre støttearme 50 roterer mellem en første yderste position og en anden yderste position i forhold til støttearmen 45, dvs. en imaginær linje gennem eller imaginær forlængelse af støttearmen 45, når vindmøllen roterer rundt — omkring rotationsaksen A under drift af vindmøllen.
Selvom det ikke er vist i figurerne, omfatter hver ydre støttearm 50 fortrinsvis en øvre ydre støttearm og en nedre ydre støttearm, og eventuelt, men helst, er hver støttearm 45 tilvejebragt med en øvre støttearm og en nedre støttearm, selvom der ikke er monteret turbinevinger på støttearmene 45. Turbinevingen 47, eller — turbinevingerne, er derefter anbragt mellem den øvre ydre støttearm og den nedre ydre støttearm og er drejeligt monteret på den øvre støttearm og den nedre støttearm på en måde, der er velkendt inden for teknikken.
Vindmøllen vist i figur 5 er tilvejebragt med otte støttearme 45 og otte respektive ydre støttearme 50, som er drejeligt monteret på respektive støttearme 45 med en — forbindelsesanordning 51. En kort beskrivelse af rotationen af de ydre støttearme i forhold til deres respektive støttearme 45 når vindmøllen 12 roterer mod uret på grund af vinden angivet med pilen P.
DK 202200086 U3
Nar vindmgllen 12 er i drift, roteres turbinevingerne af stgttearmene kontinuerligt til en ønsket position i forhold til deres respektive støttearme afhængigt af vindmøllens rotationsposition for at give den størst mulige og/eller ønskelige vindkraft på vindmøllen 12. Rotationen af de ydre støttearme 50 i forhold til — støttearmene 45 i forskellige positioner under rotationsbevægelsen af vindmøllen 12 er angivet med pil V i hver af de otte positioner, dvs. for hver af de otte ydre støttearme 50 når vindmøllen 12 er placeret i denne specifikke position i sin kontinuerlige rotationsbevægelse mod uret.
En turbinevinge 47 af turbinerotoren vist i figur 5 genererer energi, når den bevæger sig fra den position, der er vist med bogstavet A, indtil den når den position, der er vist med bogstavet E. I den position der er angivet med bogstavet
A, er den ydre støttearm 50 placeret i sin første yderste position, hvor den roteres med uret i forhold til en lige linje gennem støttearm 45 angivet med brudt linje B.
Når turbinerotoren roterer mod uret starter den ydre støttearm 50, placeret i position A, sin rotation, angivet med pilen Ta, i forhold til støttearmen 45 mod sin anden yderste position i forhold til støttearmen 45. Mellem de positioner der er angivet med bogstaverne A og C, er løftekraften på turbinevingen 47 større end de modstridende kræfter forårsaget af modvinden, og turbinevingerne 47 bidrager til elproduktionen. Ved at dreje de ydre støttearme 47 i den retning der er angivet med pil Tp fra position A, øges løftekraften på turbinevingerne 47.
I den position der er angivet med bogstavet C, er den ydre støttearm 50 blevet roteret i forhold til støttearmen 45, så de ligger på en lige linje, og fortsætter med at blive roteret mod den anden yderste position i forhold til støttearm 45 som angivet med pil Vc I den position der er angivet med bogstavet E, er den ydre — støttearm 50 placeret i sin anden yderste position i forhold til støttearmen 45.
Vinklen, som de ydre støttearme 50 skaber med en lige linje gennem deres respektive støttearme 45, når de ydre støttearme 50 er placeret i den første yderste position eller den anden yderste position, kan variere fra en turbinerotor til en anden og fra en vindmølle 12 til en anden, men kan være en hvilken som helst — vinkel i intervallet 0-45 grader. Støttearmene 45 og/eller de ydre støttearme 50 og/eller forbindelsesanordningerne 51 kan yderligere være anbragt med justerbare stopanordninger, som gør det muligt at justere den første yderste vinkel og/eller den anden yderste vinkel, som de ydre støttearme 50 giver i forhold til støttearmene 45 til en ønsket vinkel afhængigt af, for eksempel, fremherskende vind- og — vejrforhold.
Når de ydre støttearme 50 bevæger sig mellem de positioner der er angivet med bogstaverne C og I, har de medvind, og mellem de positioner der er angivet med bogstaverne E og G, bevæger turbinevingerne 47 sig faktisk hurtigere end vinden, så turbinevingerne 47 oplever modvind. For at modvirke denne modvind, roteres
DK 202200086 U3 de ydre turbinevinger 47 igen i den modsatte retning, og hastigheden af turbinevingerne 47 er mindre end vindhastigheden, og turbinevingerne 47 bidrager til energiproduktionen i denne fase. Fra den position der er angivet med bogstavet
E, drejes den ydre støttearm 50 i den retning der er angivet med bogstavet VE i 5 — forhold til støttearmen 45, dvs. i modsat retning af vindretningen P, indtil de ydre støttearme 50 når deres første yderste position igen, dvs. de ydre støttearme 50 har samme position i forhold til støttearmene 45 i de positioner, der er angivet med bogstaverne A og G.
Mellem positionerne på de ydre støttearme der er angivet med bogstaverne G og
K, vil turbinevingerne 47 igen blive udsat for en løftekraft, der bidrager til elproduktion. For at øge løftekræfterne på turbinevingerne 47 roteres de ydre støttearme 50 i forhold til deres respektive støttearme 45, fra den første yderste position de har i position G, i den retning der er angivet med pilen Tg til den anden yderste position, de har i den position der er angivet med bogstavet K. — Når turbinerotoren roterer, så de ydre stgttearme 50 bevæger sig fra den position, der er angivet med bogstavet K til den position, der er angivet med bogstavet A, roteres de ydre støttearme 50 i den retning, der er angivet med pilen Vk og VL i forhold til støttearmene 45, fra den anden yderste position af de ydre støttearme 50 i positionen angivet med bogstavet K til den første yderste position af de ydre — støttearme 50 i positionen angivet med bogstavet A. Som det kan ses i figur 5, vil de ydre støttearme være tættere på hinanden i denne fase, og den ydre støttearm(e) foran vil til en vis grad dække bageste støttearm(e), og resultatet er, at der i alt skabes mindre modvind på de ydre støttearme 50.
Vindmøllerne 12 vist i figur 1-5 kan monteres på forskellige typer tårne, maste, pæle, skorstene eller andre typer egnede konstruktioner. Vindmøllerne 12 kan eftermonteres på separate, eksisterende konstruktioner. Alternativt, er en eller flere vindmøller ifølge den foreliggende frembringelse integreret i en bærende konstruktion, såsom et tårn, når den bærende konstruktion bygges. En sådan separat konstruktion kan være et tårn af et eksisterende vindkraftværk eller et — vindkraftværk under opførelse. Den separate konstruktion kan også være en mast, såsom en radiomast eller en tv-mast eller en elmast eller en mobilmast, eller det kan være en pæl, såsom en lygtepæl eller en telegrafpæl, eller det kan være en skorsten, for eksempel en skorsten på et kraftværk.
I figurerne 6 og 7 er to eksempler på vindkraftværker 10 vist omfattende vindmøller 12 ifølge den foreliggende frembringelse.
I figur 6 vises et vindkraftværk 10 omfattende en separat konstruktion 53 i form af et vindkraftværk med vandret akse omfattende en fastgørelsesstruktur 54 i form af et tårn. Fastgørelsesstrukturen 54 kan opstilles på jordoverfladen 56 eller anbragt
DK 202200086 U3 i et vandområde med en vandoverflade 56. To kontraroterende vindmøller 12 ifølge den foreliggende frembringelse, der hver omfatter en første turbinerotor 16 og en anden turbinerotor 23 som beskrevet ovenfor, er vist monteret på fastgørelsesstrukturen 54, dvs. tårnet 54. I figur 6 er der monteret to vindmøller på — fastgørelsesstrukturen 54, dvs. tårnet af vindkraftværket i dette tilfælde, men ethvert ønsket antal vindmøller 12 kan monteres på en fastgørelsesstruktur. Når et antal vindmøller 12 er stablet oven på hinanden, kan hver tilpasses afstanden over jord- eller vandoverfladen 56, da de vil blive monteret for at tage højde for varierende vindforhold, turbulens, osv., som afhænger af vindkraftværkets placering, det omgivende terræn og afstanden over jordoverfladen 56.
I figur 7 vises et vindkraftværk 10 omfattende en lignende separat konstruktion 53 som den, der er vist i figur 6. Den separate konstruktion 53 er et vindkraftværk med vandret akse omfattende en fastgørelsesstruktur 54 i form af et tårn 54.
Fastgørelsesstrukturen 54 kan opstilles på jordoverfladen 56 eller anbragt i et vandområde med en vandoverflade 56. En kontraroterende vindmølle 12 ifølge den foreliggende frembringelse, omfattende en øvre første turbinerotor 19, en nedre første turbinerotor 20 og en anden turbinerotor 23 som beskrevet i forbindelse med figur 3 ovenfor er vist monteret på fastgørelsesstrukturen 54, dvs. tårnet 54. I figur 7 er en vindmølle 12 monteret på fastgørelsesstrukturen 54, dvs. tårnet af — vindkraftværket i dette tilfælde, men igen, kan ethvert ønsket antal vindmøller 12 monteres på fastgørelsesstrukturen 54. Igen, når et antal vindmøller 12 er stablet oven på hinanden, kan hver tilpasses til afstanden over jord- eller vandoverfladen 56, da de vil blive monteret for at tage højde for varierende vindforhold, turbulens, osv., som afhænger af vindkraftværkets placering, det omgivende terræn og —o afstanden over jordoverfladen 56. Derudover kan den øvre første turbinerotor 19 og den nedre første turbinerotor 20 udformes forskelligt, så den kan tilpasses forskellige vindforhold og turbulens, som den øvre første turbinerotor 19 og den nedre første turbinerotor 20 kan opleve, da de er placeret i forskellige højder over jordoverfladen eller vandet 56.

Claims (29)

DK 202200086 U3 BRUGSMODELKRAV
1. En vindmølle (12) omfattende mindst en første turbinerotor (16) og en anden turbinerotor (23), hvor den første turbinerotor (16) og den anden turbinerotor (23) roterer rundt omkring den samme rotationsakse (A), hvis rotationsakse (A) strækker sig i længderetningen af vindmøllen (12), og den første turbinerotor (16) og den anden turbinerotor (23) er kontraroterende, vindmøllen (12) omfatter yderligere en generator (35), som omfatter en første generatordel (36) og en anden generatordel (38), hvori den første generatordel (36) er monteret på den første turbinerotor (16), således at den vender mod den anden turbinerotor (23), og den anden generatordel (38) er monteret på den anden turbinerotor (23), således at den vender mod den første turbinerotor (16), og hvori den første generatordel (36) omfatter mindst en generatormagnet, og den anden generatordel (38) omfatter mindst en generatorspole til generering af en elektrisk strøm, når vindmøllen (12) er i drift, hvori den første generatordel (36) er monteret på en radialt perifer første del (17) af den første turbinerotor (16) som vender mod den anden turbinerotor (23), og den anden generatordel (38) er monteret på en radialt perifer anden del (24) af den anden turbinerotor (23) vender mod den første turbinerotor (16).
2. Vindmøllen ifølge krav 1, hvori den første turbinerotor (16) omfatter en øvre første turbinerotor (19) og en nedre første turbinerotor (20), som er anbragt på modsatte sider af den anden turbinerotor (23) i længderetningen af vindmøllen (12).
3. Vindmøllen ifølge krav 2, hvori den øvre første turbinerotor (19) og den nedre første turbinerotor (20) er monteret på en første turbineaksel (21), som er indrettet til at blive drejeligt monteret på et tårn (13) af et vindkraftværk (10) eller et fastgørelseselement (54) af en separat konstruktion (53).
4. Vindmøllen ifølge krav 3, hvori den anden turbinerotor (23) er drejeligt monteret på den første turbineaksel (21).
5. Vindmøllen ifølge et af kravene 2-4, hvori den øvre første turbinerotor (19) og den nedre første turbinerotor (20) har forskellige diametre og/eller forskellige længder i længderetningen af vindmøllen (12).
6. Vindmøllen ifølge et af kravene 2-5, hvori nedre første turbinerotor (19) har en mindre diameter og/eller en mindre længde end den øvre første turbinerotor (20).
0 DK 202200086 U3
7. Vindmøllen ifølge et af kravene 2-6, hvori den første generatordel (36) er monteret på en radialt perifer første del (17) af den øvre første turbinerotor (19) eller den nedre første turbinerotor (20) som vender mod den anden turbinerotor (23), og den anden generatordel (38) er monteret på en radialt perifer anden del (24) af den anden turbinerotor (23) som vender mod den øvre første turbinerotor (19) eller den nedre første turbinerotor (20).
8. Vindmøllen ifølge et af kravene 1-7, hvori vindmøllen (12) omfatter en ydre anden turbinerotor (28), som er anbragt radialt uden for den første turbinerotor (16) og er sikkert fastgjort til den anden turbinerotor (23).
9. Vindmøllen ifølge krav 8, hvori den første turbinerotor (16) og den ydre anden turbinerotor (28) har stort set samme længde i længderetningen af vindmøllen (12).
10. Vindmøllen ifølge et af kravene 1-9, hvori hver turbinerotor (16, 19, 20, 23, 28) omfatter mindst en støttearm (45), som strækker sig i en i det væsentlige radial retning i forhold til rotationsaksen (A), og mindst en turbinevinge (47), som er monteret på støttearmen (45).
11. Vindmøllen ifølge krav 10, hvori mindst en turbinevinge (47) er drejeligt monteret på den mindst ene støttearm (45).
12. Vindmøllen ifølge krav 10 eller 11, hvori mindst en turbinevinge (47) strækker sig i en retning, der i det væsentlige er parallel med rotationsaksen (A).
13. Vindmøllen ifølge ethvert af kravene 10-12, hvori den mindst ene støttearm (45) omfatter en første støttearm og en anden støttearm, som er fordelt i længderetning af vindmøllen (12), og hvori den mindst ene turbinevinge (47) er drejeligt monteret på den første støttearm og på den anden støttearm.
14. Vindmøllen ifølge et af kravene 10-13, hvori hver turbinerotor (16, 19, 20, 23, 28) omfatter en flerhed af støttearme (45), og hvori mindst en turbinevinge (47) er monteret på hver støttearm (45).
15. Vindmøllen ifølge et af kravene 10-14, hvori hver støttearm (45) er tilvejebragt med en ydre støttearm (50), som er drejeligt forbundet med støttearmen (45) ved en radialt ydre del af støttearmen (45).
1 DK 202200086 U3
16. Vindmøllen ifølge krav 15, hvori mindst en turbinevinge (47) er monteret på hver ydre støttearm (50).
17. Vindmøllen ifølge krav 15 eller 16, hvori mindst en turbinevinge (47) er drejeligt monteret på den ydre støttearm (50) og/eller mindst en turbinevinge (47) er drejeligt monteret på støttearmen (45).
18. Vindmøllen ifølge et af kravene 15-17, hvori en flerhed af turbinevinger (47) er drejeligt monteret på hver støttearm (45) og/eller den ydre støttearm (50), fordelt i en radialretning i forhold til rotationsaksen (A) langs længden af støttearmen (45) og/eller den ydre støttearm (50).
19. Vindmøllen ifølge et af kravene 15-18, hvori den ydre støttearm (50) er indrettet til at blive aktivt roteret i forhold til støttearmen (45), da turbinerotorerne (16, 19, 20, 23, 28) roterer rundt omkring rotationsaksen (A).
20. Vindmøllen ifølge krav 19, hvori hver støttearm (45) er tilvejebragt med en motor, der roterer den ydre støttearm (50) i ønskede positioner i forhold til støttearmen (45).
21. Vindmøllen ifølge krav 20, hvori vindmøllen (12) omfatter et styresystem, der styrer motorerne i støttearmene (45), således at hver ydre arm (50) roteres til en ønsket position i forhold til støttearmen (45), hvortil den drejeligt fastgøres, afhængigt af rotationspositionen af støttearmen (45), når turbinerotorerne (16, 19, 20, 23, 28) roterer omkring rotationsaksen (A).
22.Et vindkraftværk (10) omfattende en separat konstruktion (53) og en vindmølle (12) ifølge ethvert af kravene 1-21, hvori vindmøllen (12) er monteret på den separate struktur (53).
23. Vindkraftværket ifølge krav 22, hvori den separate konstruktion (53) er en eksisterende konstruktion.
24. Vindkraftværket ifølge krav 22, hvori den separate konstruktion (53) er en konstruktion under opførelse.
25. Vindkraftværket ifølge et af kravene 22-24, hvori den separate konstruktion er et tårn (13) af et eksisterende vindkraftværk eller et vindkraftværk under opførelse.
> DK 202200086 U3
26. Vindkraftværket ifølge et af kravene 22-25, hvori den separate konstruktion (53) er en mast, såsom en radiomast eller en tv-mast eller en elmast eller en mobilmast.
27. Vindkraftværket ifølge et af kravene 22-25, hvori den separate konstruktion (53) er en pæl, såsom en lygtepæl eller en telegrafpæl.
28. Vindkraftværket ifølge et af kravene 22-25, hvori den separate konstruktion (53) er en skorsten.
29. Anvendelse af en vindmølle ifølge ethvert af kravene 1-21 og/eller et vindkraftværk ifølge ethvert af kravene 22-28 på en eksisterende konstruktion.
DKBA202200086U 2021-12-16 2022-12-16 Kontraroterende vindmølle og vindkraftværk omfattende en kontraroterende vindmølle DK202200086U3 (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2118294.4A GB2613846A (en) 2021-12-16 2021-12-16 A wind turbine and a wind power plant
NO20211518A NO347728B1 (en) 2021-12-16 2021-12-16 A counter-rotating wind turbine and a wind power plant with a counter-rotating wind turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK202200086U3 true DK202200086U3 (da) 2023-07-13

Family

ID=85018008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DKBA202200086U DK202200086U3 (da) 2021-12-16 2022-12-16 Kontraroterende vindmølle og vindkraftværk omfattende en kontraroterende vindmølle

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE202022107010U1 (da)
DK (1) DK202200086U3 (da)
WO (1) WO2023113612A1 (da)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6097104A (en) * 1999-01-19 2000-08-01 Russell; Thomas H. Hybrid energy recovery system
EP1650432A4 (en) * 2003-07-08 2012-01-25 Kinpara Shiro WIND ENERGY GENERATING SYSTEM, PERMANENT MAGNET ARRANGEMENT STRUCTURE, AND POWER FORCE CONVERTING SYSTEM
KR20070098287A (ko) * 2006-03-31 2007-10-05 금풍에너지 주식회사 풍력 발전기
KR100988667B1 (ko) * 2009-01-23 2010-10-18 장석호 발전 효율과 회전력 향상이 이루어진 발전장치
US20170082091A1 (en) * 2014-03-11 2017-03-23 Gustaf SÄRNER Wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023113612A1 (en) 2023-06-22
DE202022107010U1 (de) 2023-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090220342A1 (en) Shaftless vertical axis wind turbine
WO2011095075A1 (zh) 一种风力发电装置和一种风叶结构
CA2565331A1 (en) Wind turbine for generating electricity
EP3564525B1 (en) Vertical shaft wind power generator driving device for self-adaptive variable-propeller, and wind power generator
AU2017245383A1 (en) Vertical axis wind turbine
KR20110060774A (ko) 회전 효율을 향상시킨 풍력 발전 장치
US20110169334A1 (en) Renewable Energy Appliance
DK202300030U3 (da) Vindmølle og vindkraftværk
JP7588456B2 (ja) 調整可能なブレードを有する抗力兼揚力ベースの風力タービンシステム
KR20100004299U (ko) 발전기 구동용 회전장치
CN101749179A (zh) 一种用于垂直轴风力发电机的整流增速塔
DK202200086U3 (da) Kontraroterende vindmølle og vindkraftværk omfattende en kontraroterende vindmølle
CN219549022U (zh) 风力涡轮机以及风力发电设备
RU2382233C2 (ru) Ветряной двигатель с вертикальной осью вращения
JP2003239842A (ja) 風力エネルギーを位置エネルギーとして蓄積しながら同時に電力エネルギーとして引き出すための風力発電装置
GB2613846A (en) A wind turbine and a wind power plant
WO2019177919A1 (en) Systems and methods for maximizing wind energy
WO2015155782A1 (en) Vertical axis windmill
KR101247792B1 (ko) 2중 날개 구조를 갖춘 풍력발전기
RU2810877C1 (ru) Ветротурбинная система на основе аэродинамического сопротивления с регулируемыми лопастями
TW200946773A (en) Shaftless vertical axis wind turbine
WO2009126533A2 (en) Building-based wind cylinder installation
WO2001090575A1 (en) Wind turbine generator on power transmission tower
WO2024177491A1 (ru) Ветрогенератор лепесткового типа
CN114576096A (zh) 一种漂浮式偏航和直流发电的抗台风型风电设备

Legal Events

Date Code Title Description
UME Utility model registered

Effective date: 20230713