Claims (4)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Windenergiekonverter mit Auftriebselementen auf einer nicht kreisförmigen Umlaufbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufbahn aus mindestens zwei geradlinigen Bahnabschnitten und zwei gebogenen Abschnitten besteht, wobei die Auftriebselemente an Mitnehmerträgern in der Umlaufbahnebene gesehen zu Ketten, Riemen oder Seilen symmetrisch, in der Laufrichtung versetzt angeordnet sind.1. Wind energy converter with buoyancy elements on a non-circular orbit, characterized in that the orbit consists of at least two straight path sections and two curved sections, wherein the buoyancy elements on driver carriers in the orbit plane are arranged symmetrically to chains, belts or cables, offset in the running direction are.
2. Windenergiekonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geradlinigen Umlaufbahnabschnitte mindestens 2h der Gesamtumlaufbahnlänge betragen.2. Wind energy converter according to claim 1, characterized in that the rectilinear orbit sections are at least 2 hours of the total orbit length.
3. Windenergiekonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geradlinigen Abschnitte der Umlaufbahn auch horizontal oder geneigt verlaufend angeordnet sind.3. Wind energy converter according to claim 1, characterized in that the rectilinear sections of the orbit are also arranged to run horizontally or inclined.
4. Es werden die guten aerodynamischen Eigenschaften des vorzugsweise als Doppelflügel (Doppeldecker) ausgebildeten Auftriebselementes ausgenützt und so die Abmessungen des4. The good aerodynamic properties of the lift element, which is preferably designed as a double wing (double decker), are utilized and the dimensions of the
15 Konverters klein gehalten.15 converters kept small.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben.An exemplary embodiment is described below.
Auf den beigelegten Zeichnungen ist:On the attached drawings is:
Fig. 1 - Die Ansicht aus der Windrichtung gesehenFig. 1 - The view seen from the wind direction
Fig. 2 - Die Seitenansicht 20 Fig. 3 — Der GrundrissFig. 2 - The side view 20 Fig. 3 — The floor plan
Es befinden sich an dem Träger 1, der vertikal oder horizontal (nicht gezeichnet) aufgebaut sein kann, zwei Lagerböcke 2,3 mit Wellen 4,5.There are on the carrier 1, which can be constructed vertically or horizontally (not shown), two bearing blocks 2.3 with shafts 4.5.
Auf jeder Welle befindet sich ein Rad 6,7. Am dargestell-25 ten Beispiel sind es einfache Kettenräder, die durch die Kette 8 verbunden sind. In bestimmten regelmässigen Abständen sind an der Kette 8 die Mitnehmerträger 9 befestigt. An jedem Mitnehmerträger 9 befinden sich zwei Flügel 10,11, die miteinander einen Doppelflügel bilden. Die Windgeschwindigkeit 12, die 30 Umlaufgeschwindigkeit 13 und die resultierende Ausströmungsgeschwindigkeit 14 sind angedeutet.There is a wheel 6.7 on each shaft. In the example shown, there are simple sprockets that are connected by the chain 8 . The driver carriers 9 are fastened to the chain 8 at certain regular intervals. There are two wings 10,11 on each driver carrier 9, which together form a double wing. The wind speed 12, the rotational speed 13 and the resulting outflow speed 14 are indicated.
Eine der Wellen (im Beispiel die Welle 4) ist auf der Radgegenseite des Lagerbockes 2 verlängert und dient zur Abnahme der erzeugten Leistung. Von da werden die nicht angedeuteten 35 Generatoren, Lichtmaschinen, Pumpen, Kompressoren usw. angetrieben.One of the shafts (in the example the shaft 4) is extended on the opposite wheel side of the bearing block 2 and is used to collect the power generated. From there, the 35 generators, alternators, pumps, compressors, etc. that are not indicated are driven.
Das Einstellen des Konverters in die nötige Windrichtung wird durch den drehbar gelagerten Träger 1 erreicht und geschieht entweder durch eine Windfahne, wie bei den älteren 40 Windmotorentypen, wo sich das Windrad vor der vertikalen Drehachse - in Windrichtung gesehen - befindet, oder dadurch, dass sich die Umlauffläche der Flügel hinter dem Träger 1 befindet, wie es auch bei den modernen Schnelläufern üblich ist.The setting of the converter in the necessary wind direction is achieved by the rotatably mounted carrier 1 and is done either by a wind vane, as in the older 40 wind engine types, where the wind wheel is in front of the vertical axis of rotation - seen in the wind direction - or by the fact that the circumferential surface of the wings is located behind the carrier 1, as is also common in modern high-speed aircraft.
Als Flügel 10,11 werden dünne, gewölbte Platten benützt 45 die auf die sich ändernde Re-Zahl beinahe unempfindlich und einfach herzustellen sind.Thin, curved plates 45 are used as wings 10, 11, which are almost insensitive to the changing Re number and are easy to manufacture.
CC
2 Blatt Zeichnungen2 sheets of drawings
4. Windenergiekonverter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebselemente, die auf dem Mitnehmerträger befestigt sind, als Doppelflügel ausgebildet sind.4. Wind energy converter according to claims 1 and 2, characterized in that the buoyancy elements, which are attached to the driver carrier, are designed as double wings.
5. Windenergiekonverter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Auftriebselemente als gewölbte Platten ausgeführt sind.5. Wind energy converter according to claims 1 to 4, characterized in that the individual buoyancy elements are designed as curved plates.
Die bekanntesten Ausführungsarten der Windenergiekonverter sind in den Arbeiten von Albert Betz in der «Einführung in die Theorie der Strömungsmaschinen» sowie in dem Artikel «Die Windmühlen im Lichte neuerer Forschung» und von Wilhelm von Heys in «Wind und Windkraftanlagen» beschrieben.The best-known types of wind energy converters are described in the work of Albert Betz in the "Introduction to the Theory of Turbomachines" and in the article "The Windmills in the Light of Recent Research" and by Wilhelm von Heys in "Wind and Wind Turbines".
In den meisten bis jetzt bekannten Ausführungen handelt es sich um propellerartige Windenergiekonverter von den alten Langsamläufern bis zu den neuerlichen Schnelläufern, deren gemeinsames Merkmal ist, dass sich die Auftriebselemente auf kreisförmigen Umlaufbahnen befinden und sich um eine horizontale oder vertikale Achse drehen. Die Letzteren auf dem z.B. Darrieus-Prinzip gebaut, benötigen eine Anlaufhilfe und sind nur für Windgeschwindigkeiten von mehr als 5 m/sec geeignet. Das Anlaufmoment (vom Ruhestand) der klassischen Schnelläufer ist gering und kann nur durch komplizierte Verstellmechanismen der Flügel teilweise verbessert werden, denn je Schnellauf ender der Propeller ist, umso geringere Flügelfläche kann benützt werden. Weiter ist bekannt, dass ca. 0,3 des Propellerdurchmessers - bei der Achse - fast wirkungslos ist.Most designs known to date are propeller-type wind energy converters from the old low-speed to the recent high-speed, the common feature of which is that the lifting elements are on circular orbits and rotate about a horizontal or vertical axis. The latter, built on the Darrieus principle, for example, require a start-up aid and are only suitable for wind speeds of more than 5 m/sec. The starting torque (from rest) of the classic high-speed propellers is low and can only be partially improved by complicated adjustment mechanisms of the wings, because the faster the propeller is, the smaller the wing area that can be used. It is also known that approx. 0.3 of the propeller diameter - at the axis - is almost ineffective.
Diese Mängel zu beheben ist die Aufgabe der vorgelegten Erfindung, die als Lösung einen Konverter gemäss dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs 1 vorschlägt.It is the task of the presented invention to remedy these deficiencies, which proposes a converter according to the characterizing part of independent claim 1 as a solution.
Er ist vorzugsweise für kleine Leistungen bestimmt und hat folgende Vorteile:It is primarily intended for small outputs and has the following advantages:
1. Er kann bedeutend grössere Drehzahlen bei schon mittlerer Schnelläufigkeit erreichen als bei den klassischen Schnelläu-1. It can reach significantly higher speeds at medium speed than with the classic high-speed
5 fern möglich ist.5 remote is possible.
2. Günstigeres Anlaufmoment auch bei kleineren Windgeschwindigkeiten.2. More favorable starting torque even at lower wind speeds.
3. Man kann mit den gleichen Bauelementen—Auftriebs-elemente—Windenergiekonverter für verschiedene Leistungen io bauen, da die Zahl der Auftriebselemente und ihr Abstand wählbar ist.3. You can build wind energy converters for different capacities with the same components—buoyancy elements—because the number of buoyancy elements and their spacing can be selected.