DE102006052584B4 - Oscillating wing for energy conversion - Google Patents

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Abstract

Mechanismus zur Energieübertragung zwischen einem strömenden Medium (99) und einer rotierenden Welle (11), bestehend aus einer oszillierenden Tragfläche (1), deren Bewegung in dem strömenden Medium (99) an einen ersten Kurbelarm (2) übertragen wird, wobei die Tragfläche (1) mit dem ersten Kurbelarm (2) durch ein erstes Gelenk (3) verbunden ist und der erste Kurbelarm (2) sich seinerseits um ein erstes Lager (4) drehen kann, wobei zwischen dem ersten Kurbelarm (2) und einem ebenfalls in dem ersten Lager (4) drehbar gelagerten zweiten Kurbelarm (5) eine Verbindung besteht, so dass die Drehbewegung des ersten Kurbelarms (2) auf den zweiten Kurbelarm (5) übertragen wird, welcher über ein zweites Gelenk (6) mit einem ersten Verbindungselement (7) gekoppelt ist, das über ein drittes Gelenk (8) mit einem dritten Kurbelarme (9) verbunden ist, wobei der dritte Kurbelarm (9) über die durch ein zweites Lager (10) getragene Welle (11) mit einem vierten Kurbelarm (12) verbunden ist, der seine...Mechanism for transmitting energy between a flowing medium (99) and a rotating shaft (11) consisting of an oscillating support surface (1) whose movement in the flowing medium (99) is transmitted to a first crank arm (2), the support surface ( 1) is connected to the first crank arm (2) by a first hinge (3) and the first crank arm (2) can in turn rotate about a first bearing (4), between the first crank arm (2) and also in the first crank arm (2) first bearing (4) rotatably mounted second crank arm (5) is a connection, so that the rotational movement of the first crank arm (2) on the second crank arm (5) is transmitted, which via a second joint (6) with a first connecting element (7 ), which is connected via a third joint (8) to a third crank arm (9), wherein the third crank arm (9) via the second bearing (10) carried shaft (11) with a fourth crank arm (12) is connected, the s a...

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die eine oszillierende Bewegung eines strömungsgünstigen Körpers in einem strömendem Medium, insbesondere Strömungen in Flüssen, Meeren und in der Atmosphäre, so steuert, dass die an dem umströmten Körper angreifenden Kräfte in Verbindung mit der Bewegung des Körpers, eine Energieübertragung zwischen dem strömenden Medium und der Vorrichtung bewirken. Die bekannten Wasserkraftanlagen, wie Wasserräder und Wasserturbinen, erfordern ein ausreichendes Gefälle, um eine wirtschaftliche Energieübertragung zu ermöglichen. Dies setzt in der Regel geeignete geographische Verhältnisse voraus und ist verbunden mit dem Aufstau des Wassers durch Dämme. Die vorliegende Erfindung nutzt dagegen die kinetische Energie des strömenden Wassers. Somit können Staudämme mit weitreichenden Eingriffen in die Landschaft vermieden werden.The present invention relates to a device which controls an oscillatory movement of a streamlined body in a flowing medium, in particular flows in rivers, seas and in the atmosphere, so that the forces acting on the body flowing around in connection with the movement of the body Effect energy transfer between the flowing medium and the device. The known hydropower plants, such as water wheels and water turbines, require a sufficient gradient in order to enable an economical energy transfer. This usually requires suitable geographic conditions and is connected with the damming of the water by dams. By contrast, the present invention utilizes the kinetic energy of the flowing water. Thus, dams can be avoided with far-reaching interventions in the landscape.

Bei asymmetrischen Körpern oder symmetrischen Körpern, die gegenüber ihrer Symmetrieachse asymmetrisch angeströmt werden, entstehen durch die Umströmung Kräfte, die zur Energieübertragung genutzt werden können. Werden diese Körper in Richtung der am Körper angreifenden Kräfte bewegt, findet eine Energieübertragung vom strömenden Medium auf den Körper statt, der seinerseits diese Energie an die ihn steuernde Vorrichtung abgibt. Bei einer den angreifenden Kräften entgegen gerichteten Bewegung findet eine Übertragung von Energie von der steuernden Vorrichtung über den umströmten Körper auf des strömende Medium statt. Wird der umströmte Körper auf und ab bewegt, ist eine Anpassung der angreifenden Kräfte erforderlich, um die gewünschte Richtung der Energieübertragung zu erzielen. Die zeitliche Zuordnung der periodischen Auf- und Abwärtsbewegung des Körpers zum periodischen Wechsel der angreifenden Kräfte ist somit maßgeblich für die Richtung der Energieübertragung.In the case of asymmetric bodies or symmetrical bodies, which are flowed asymmetrically with respect to their axis of symmetry, the flow creates forces that can be used to transfer energy. When these bodies are moved in the direction of the forces acting on the body, a transfer of energy from the flowing medium to the body takes place, which in turn delivers this energy to the device controlling it. In a movement opposing the attacking forces, transfer of energy from the controlling device to the flowing medium takes place over the circulating body. If the flow around the body is moved up and down, an adaptation of the attacking forces is required to achieve the desired direction of energy transfer. The temporal assignment of the periodic upward and downward movement of the body to the periodic change of the attacking forces is thus decisive for the direction of the energy transfer.

Obwohl nur wenige technische Anwendungen des beschriebenen Prinzips existieren, sind Schriften bekannt, in denen die Funktionsweise einer oszillierende Tragfläche zur Energiegewinnung beschrieben wird. In der Veröffentlichung von K. Jones, M. F. Platzer und S. Davids: „Oscillating-Wing Power Generator”, erschienen in: Proceedings of the 3rd ASME/JSME Fluids Engineering Conference July 18–23, 1999, als Beitrag mit der Nummer FEDSM99-7050, wird ein Mechanismus zur Energieübertragung von einer Gewässer strömung an einen oszillierenden Flügel vorgestellt und in seiner Funktionsweise theoretisch und experimentell analysiert. Der Flügel führt dabei eine lineare Auf- und Abwärtsbewegung durch, die durch Schienen geführt wird. Über Gestänge, Kipphebel und Schwingarme wird dieser Bewegung eine Drehung des Flügels überlagert.Although only a few technical applications of the described principle exist, writings are known in which the operation of an oscillating wing is described for energy. In the publication by K. Jones, MF Platzer and S. Davids: "Oscillating-Wing Power Generator", published in: Proceedings of the 3rd ASME / JSME Fluid Engineering Conference July 18-23, 1999, as a contribution with the number FEDSM99- 7050, a mechanism for energy transfer from a stream of water to an oscillating wing is presented and analyzed in its functioning both theoretically and experimentally. The wing performs a linear up and down movement, which is guided by rails. About linkage, rocker arms and swing arms this movement is superimposed on a rotation of the wing.

In EP 1 071 882 B1 wird eine Erfindung offenbart, die das Ein- und Auftauchen eines Körpers in einem strömenden Gewässer beschreibt. Mit Hilfe von seitlich aus dem Körper ragenden Steuerelementen wird diese Bewegung erzeugt, wobei die Schubrichtung der Steuerelemente umgekehrt werden kann. Die Bewegung des Körpers wird mit Hilfe unterschiedlicher Vorrichtungen zur Energiegewinnung genutzt. Es werden keine Angaben zur Steuerung der Steuerelemente gemacht.In EP 1 071 882 B1 An invention is disclosed which describes the entry and emergence of a body in a flowing body of water. By means of laterally protruding from the body controls this movement is generated, wherein the thrust direction of the controls can be reversed. The movement of the body is used with the help of different devices for energy production. No information is given on the control of the controls.

Aus WO 2005/090 777 A1 ist eine Vorrichtung zur Energiegewinnung aus Strömungen bekannt, die eine lineare Führung der Tragfläche senkrecht zur Strömungsrichtung durch zwei symmetrisch angeordnete Gestänge mit zugehörigen Gelenken enthält. Zur Erzeugung einer Drehbewegung der Tragfläche werden ein Zahnstangengetriebe sowie ein Seilzugsystem mit hydraulischen Aktuatoren bzw. Motoren eingesetzt.Out WO 2005/090 777 A1 a device for generating energy from currents is known, which contains a linear guide of the support surface perpendicular to the flow direction by two symmetrically arranged linkage with associated joints. To generate a rotational movement of the wing, a rack gear and a cable system with hydraulic actuators or motors are used.

Bekannt ist aus DE 100 09 468 A1 eine ähnliche Strömungskraftmaschine, die eine lineare Führung des Profils mit Dämpfungselementen aufweist, jedoch keine Angaben zur Erzeugung der Drehbewegung der Tragfläche enthält.It is known DE 100 09 468 A1 a similar flow engine, which has a linear guide of the profile with damping elements, but does not contain information for generating the rotational movement of the support surface.

Eine sich hin und her bewegende Reihe von Tragflächen zu Energieübertragung aus einer Wasserströmung ist ebenfalls aus US 5 548 956 A bekannt. Die energieübertragende Funktion übernimmt hier ein Seil, das mit den Tragflächen verbunden ist. Weitere Seile, die mit den Tragflächen auf der Anströmseite verbunden sind, dienen zur Steuerung des Anstellwinkels, sodass die Richtung der Strömungskräfte umgekehrt wird und die gewünschte Bewegung zustande kommt.A reciprocating series of airfoils for transmitting energy from a water flow is also out US 5 548 956 A known. The energy-transferring function takes over here a rope, which is connected to the wings. Other ropes, which are connected to the wings on the upstream side, serve to control the angle of attack, so that the direction of the flow forces is reversed and the desired movement is achieved.

Die in US 6 323 563 B1 dargestellte Erfindung eines Systems zur hydrodynamischen Energieerzeugung mit Hilfe einer oszillierenden Tragfläche ist bekannt. Die Bewegung der Tragfläche wird hier über einen gelenkig verbundenen Hebel auf eine nicht näher spezifizierte Leistungseinheit übertragen. Die Drehbewegung der Tragfläche wird in diesem Fall durch eine an der Hinterkante der Tragfläche gelenkig gelagerte Klappe hervorgerufen, die ihrerseits durch eine Steuereinheit und ein Hebelsystem in ihrer Stellung relativ zur Tragfläche bewegt wird.In the US Pat. No. 6,323,563 B1 illustrated invention of a system for hydrodynamic power generation by means of an oscillating wing is known. The movement of the wing is transmitted here via a hinged lever on an unspecified power unit. The rotational movement of the support surface is in this case caused by a hinged at the trailing edge of the support flap, which in turn is moved by a control unit and a lever system in position relative to the support surface.

Bekannt ist ebenfalls die in US 2003/0 123 983 A1 dargestellte Erfindung eines selbsttrimmenden oszillierenden Flügelsystems. Hier wird über einen beweglichen Hebel ein Flügel in eine oszillierende Bewegung durch ein strömendes Medium versetzt, wobei die Anlenkung des Flügels vor dem Neutralpunkt erfolgt. Mit Hilfe einer Klappe an der Hinterkante wird der Anstellwinkel des Flügels so verändert, dass eine Umkehrung der Bewegung zustande kommt. Die oszillierende Hebelbewegung wird über ein Pleuel auf einen Kurbeltrieb übertragen, der zur Entnahme der Leistung dient. An das Pleuel ist ebenfalls ein Mechanismus gekoppelt, der die Stellung der Klappe steuert.Also known is the in US 2003/01223983 A1 illustrated invention of a self-tapping oscillating wing system. Here, a wing is offset by a movable lever in an oscillating motion by a flowing medium, the articulation of the wing before the neutral point takes place. With the help of a flap on the trailing edge, the angle of attack of the wing is changed so that a reversal of the movement comes about. The oscillating lever movement is transmitted via a connecting rod to a crank drive, which serves to remove the power. To the connecting rod is also coupled a mechanism that controls the position of the flap.

In DE 35 22 995 A1 wird eine Windkraftanlage beschrieben, die eine oder mehrere Tragflächen in einer Parallelführung auf und ab bewegt. Zwei durch Zahnräder gekoppelte Wellen stehen in Verbindung mit zwei Pleuelverbindungen, die die Bewegung der Tragflächen steuern.In DE 35 22 995 A1 a wind turbine is described, which moves one or more wings in a parallel guide up and down. Two shafts coupled by gears are in communication with two connecting rod connections which control the movement of the wings.

Die in FR 2 278 565 A1 beschriebene Erfindung erzeugt die Bewegung der Tragfläche durch zwei voneinander getrennte Kurbeln, die gegeneinander verschoben werden können und durch eine Kette miteinander gekoppelt sind. Diese Elemente erlauben es, die zeitliche Kopplung zwischen der Auf- und Abwärtsbewegung und der relativen Drehung der Tragfläche zu verändern. Mit Hilfe von Schubstanger sowie der zugehörigen Lagerungen wird eine Parallelführung der Tragfläche realisiert. Ein weiteres Konzept zur Führung der Tragfläche, das neben zwei Wellen aus 6 gekoppelten Elementen besteht, wird in der FR 2 278 565 A1 ebenfalls offenbart.In the FR 2 278 565 A1 described invention generates the movement of the support surface by two separate cranks, which can be moved against each other and are coupled together by a chain. These elements make it possible to change the temporal coupling between the upward and downward movement and the relative rotation of the wing. With the help of push rod and the associated bearings a parallel guidance of the wing is realized. Another concept for guiding the wing, which consists in addition to two waves of 6 coupled elements, is in the FR 2 278 565 A1 also disclosed.

Bekannt sind ebenfalls die in GB 2 413 785 A gezeigten Mechanismen zur Bewegung einer Tragfläche. Zwei unterschiedliche Prinzipien bilden die Grundlage für weiter ausgeführte Apparate. In einem ersten Mechanismus treibt eine Kurbelwelle zwei Stangen an, die ihrerseits zwei um feste Punkte drehbare Hebel in eine oszillierende Bewegung versetzen. Das jeweils andere Ende der Hebel ist an der Tragfläche befestigt. Eine Verbindung zwischen Hebel und Tragfläche ist dabei als lineare Führung innerhalb der Tragfläche ausgeführt. Eine Trennung der Auf- und Abwärtsbewegung der Tragfläche von ihrer Drehung wird in einem zweiten Mechanismus realisiert. Die Drehung der Tragfläche erfolgt in diesem Fall mit Hilfe eines Gestänges das seinerseits durch eine Kurbel über eine Zahnstange und ein Zahnrad bewegt wird.Also known are in GB 2 413 785 A shown mechanisms for moving a wing. Two different principles form the basis for further devices. In a first mechanism, a crankshaft drives two rods, which in turn cause two levers rotatable about fixed points to oscillate. The other end of the lever is attached to the support surface. A connection between the lever and the wing is designed as a linear guide within the wing. A separation of the upward and downward movement of the wing from its rotation is realized in a second mechanism. The rotation of the wing is in this case by means of a linkage which in turn is moved by a crank via a rack and a gear.

In den bekannten Vorrichtungen werden zum Teil elektromechanische oder hydraulische Komponenten zur Steuerung der Tragfläche eingesetzt, während in einigen anderen offenbarten Erfindungen die Tragflächen durch Schienen parallel geführt werden. Zum Teil weisen sie gegeneinander gleitende Verbindungselemente auf und in einigen Darstellungen sind keine Angaben zur Steuerung der Tragflächenbewegung enthalten. Die vorliegende Erfindung beschreibt demgegenüber einen Mechanismus, der mit wenigen mechanischen Komponenten eine derartige oszillierende Bewegung realisiert.In the known devices partly electromechanical or hydraulic components are used to control the wing, while in some other disclosed inventions, the wings are guided in parallel by rails. In part, they have mutually sliding fasteners and in some representations, no information is included to control the wing movement. In contrast, the present invention describes a mechanism that realizes such an oscillating movement with a few mechanical components.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Bewegung der umströmten Tragfläche, die sich aus Auf-und Abwärtsbewegungen und einer überlagerten Drehung zusammensetzt, mit Hilfe einer mechanischen Vorrichtung zu realisieren. Im Hinblick auf eine wirtschaftliche Lösung ist die Erfindung durch einen einfachen Aufbau mit wenigen Bauteilen gekennzeichnet. Die Bewegung der Tragfläche wird in der Erfindung durch Kurbeltriebe und geeignete Verbindungselemente erreicht.The object underlying the invention is to realize the movement of the flow around the wing, which is composed of up and down movements and a superimposed rotation, with the aid of a mechanical device. With regard to an economical solution, the invention is characterized by a simple construction with few components. The movement of the support surface is achieved in the invention by crank mechanisms and suitable connecting elements.

Es zeigen:Show it:

1 eine Draufsicht des Mechanismus in schematischer Darstellung, 1 a top view of the mechanism in a schematic representation,

2 eine Seitenansicht des Mechanismus aus 1, 2 a side view of the mechanism 1 .

3 im vergrößerten Maßstab die Elemente des Mechanismus auf der Seite der Welle, 3 on an enlarged scale the elements of the mechanism on the side of the shaft,

4 eine schematische Darstellung der Anbindung der Tragfläche. 4 a schematic representation of the connection of the wing.

Die strömungstechnisch wirksame Tragfläche 1 ist mit Kurbelarm 2 durch Gelenk 3 drehbar verbunden, sodass bei einer Bewegung der Tragfläche 1 durch das strömende Medium 99, der Anstellwinkel der Tragfläche 1 gegenüber der Strömung 99 verändert werden kann. Kurbelarm 2 wird durch Lager 4 gelagert, das außerhalb des strömenden Mediums 99 fest verankert ist.The aerodynamically effective wing 1 is with crank arm 2 through joint 3 rotatably connected, so that upon movement of the wing 1 through the flowing medium 99 , the angle of attack of the wing 1 opposite the flow 99 can be changed. crank 2 is going through warehouse 4 stored outside the flowing medium 99 firmly anchored.

Durch die Kopplung der Tragfläche 1 mit dem Kurbelarm 2 kann die Tragfläche 1 nur eine oszillierende Schwenkbewegung in der Strömung 99 ausführen. Damit diese Bewegung zu einer Energieübertragung genutzt werden kann, muss die aus der Umströmung resultierende Strömungskraft eine definierte Richtung besitzen. Betrag und Richtung dieser Kraft sind von der Stellung der Tragfläche 1 relativ zur Strömung 99 abhängig. Daher wird mit Hilfe des Hebels 16 die Tragfläche 1 um das Gelenk 3 in eine geeignete Position gedreht. Damit die gewünschte Energieübertragung zustande kommt, ist eine Koordination der Bewegungen der beiden Hebel 2 und 16 erforderlich. Diese Aufgabe sowie die Umwandlung der oszillierenden Bewegung in eine gleichförmige Drehung übernehmen die im Folgenden beschriebenen Komponenten.By coupling the wing 1 with the crank arm 2 can the wing 1 only an oscillating swinging motion in the flow 99 To run. For this movement to be used for energy transfer, the flow force resulting from the flow around must have a defined direction. The magnitude and direction of this force are determined by the position of the wing 1 relative to the flow 99 dependent. Therefore, with the help of the lever 16 the wing 1 around the joint 3 turned into a suitable position. In order for the desired energy transfer is achieved, is a coordination of the movements of the two levers 2 and 16 required. This task as well as the conversion of the oscillating motion into a uniform rotation take over the components described below.

Die Schwenkbewegung des Kurbelarms 2 wird über das Lager 4 an Kurbelarm 5 übertragen, wobei der Winkel zwischen den beiden Kurbelarmen 2, 5 verändert werden kann, um Drehung und Oszillation der Tragfläche 1 einander anzupassen. Mit Hilfe von Gelenk 6 gibt Kurbelarm 5 seine Drehbewegung an das Verbindungselement 7 weiter, das seinerseits durch Gelenk 8 mit Kurbelarm 9 verbunden ist. Die Abmessungen der einzelnen beweglichen Elemente sind so gewählt, dass aus der oszillierenden Bewegung des Kurbelarms 2 eine gleichmäßige Drehung des Kurbelarms 9 wird, der Welle 11 antreibt und durch Lager 10 fixiert ist. Lager 10 ist wie Lager 4 außerhalb des strömenden Mediums fest verankert, sodass sie sich nicht gegeneinander verschieben können.The pivoting movement of the crank arm 2 is about the camp 4 on crank arm 5 transmit, with the angle between the two crank arms 2 . 5 can be changed to rotation and oscillation of the wing 1 to adapt to each other. With the help of joint 6 gives crank arm 5 its rotational movement to the connecting element 7 which, in turn, is articulated 8th with crank arm 9 connected is. The dimensions of each movable element are chosen so that from the oscillating motion of the crank arm 2 a smooth rotation of the crank arm 9 will, the shaft 11 drives and through bearings 10 is fixed. camp 10 is like camp 4 firmly anchored outside the flowing medium, so that they can not move against each other.

Welle 11 ist mit einem weiteren Kurbelarm 12 verbunden, der gegenüber Kurbelarm 9 gedreht angeordnet ist, wobei der Winkel zwischen den beiden Kurbelarmen 9, 12 verändert werden kann, um Drehung und Oszillation der Tragfläche 1 einander anzupassen. Kurbelarm 12 ist mit Hilfe von Gelenk 13, Verbindungselement 14 und Gelenk 15 mit Hebel 16 gekoppelt. Die Tragfläche 1 ist schließlich fest mit Hebel 16 verbunden, sodass eine Bewegung von Hebel 16 zu einer Drehung der Tragfläche 1 führt.wave 11 is with another crank arm 12 connected to the opposite crank arm 9 is arranged rotated, the angle between the two crank arms 9 . 12 can be changed to rotation and oscillation of the wing 1 to adapt to each other. crank 12 is with the help of joint 13 , Connecting element 14 and joint 15 with lever 16 coupled. The wing 1 is finally stuck with lever 16 connected, causing a movement of lever 16 to a rotation of the wing 1 leads.

Für den jeweiligen Anwendungsfall sind die Abmessungen der einzelnen Elemente den Gegebenheiten angepasst.For the particular application, the dimensions of the individual elements are adapted to the circumstances.

Im Hinblick auf die Richtung der Energieübertragung besteht eine Abhängigkeit von der zeitlichen Zuordnung zwischen der Auf- und Abwärtsbewegung der Tragfläche 1 und deren Drehung. Da die an der Tragfläche wirkende Kraft vom Anstellwinkel gegenüber der Strömung 99 abhängt, der seinerseits durch die Drehung beeinflusst wird, kann durch eine Änderung der zeitlichen Zuordnung der beiden Bewegungen die Richtung der Energieübertragung umgekehrt werden.With regard to the direction of the energy transfer, there is a dependence on the temporal association between the upward and downward movement of the wing 1 and their rotation. Since the force acting on the wing force of the angle of attack against the flow 99 depends on the turn, which can be reversed by changing the timing of the two movements, the direction of energy transfer.

Claims (7)

Mechanismus zur Energieübertragung zwischen einem strömenden Medium (99) und einer rotierenden Welle (11), bestehend aus einer oszillierenden Tragfläche (1), deren Bewegung in dem strömenden Medium (99) an einen ersten Kurbelarm (2) übertragen wird, wobei die Tragfläche (1) mit dem ersten Kurbelarm (2) durch ein erstes Gelenk (3) verbunden ist und der erste Kurbelarm (2) sich seinerseits um ein erstes Lager (4) drehen kann, wobei zwischen dem ersten Kurbelarm (2) und einem ebenfalls in dem ersten Lager (4) drehbar gelagerten zweiten Kurbelarm (5) eine Verbindung besteht, so dass die Drehbewegung des ersten Kurbelarms (2) auf den zweiten Kurbelarm (5) übertragen wird, welcher über ein zweites Gelenk (6) mit einem ersten Verbindungselement (7) gekoppelt ist, das über ein drittes Gelenk (8) mit einem dritten Kurbelarme (9) verbunden ist, wobei der dritte Kurbelarm (9) über die durch ein zweites Lager (10) getragene Welle (11) mit einem vierten Kurbelarm (12) verbunden ist, der seine Bewegung über ein viertes Gelenk (13) an ein zweites Verbindungselement (14), das durch ein fünftes Gelenk (15) mit einem an der Tragfläche (1) befestigten Hebel (16) gekoppelt ist, an die Tragfläche (1) überträgt, so dass die aus Drehungen um das erste Gelenk (3) und das erste Lager (4) bestehende oszillierende Bewegung der Tragfläche (1) und die Rotation der Welle (11) korrelieren.Mechanism for energy transfer between a flowing medium ( 99 ) and a rotating shaft ( 11 ), consisting of an oscillating wing ( 1 ), whose movement in the flowing medium ( 99 ) to a first crank arm ( 2 ), the wing ( 1 ) with the first crank arm ( 2 ) by a first joint ( 3 ) and the first crank arm ( 2 ) in turn for a first camp ( 4 ), wherein between the first crank arm ( 2 ) and one also in the first warehouse ( 4 ) rotatably mounted second crank arm ( 5 ) is connected, so that the rotational movement of the first crank arm ( 2 ) on the second crank arm ( 5 ) transmitted via a second joint ( 6 ) with a first connecting element ( 7 ), which is connected via a third joint ( 8th ) with a third crank arm ( 9 ), the third crank arm ( 9 ) through a second warehouse ( 10 ) worn wave ( 11 ) with a fourth crank arm ( 12 ), its movement via a fourth joint ( 13 ) to a second connecting element ( 14 ), which is replaced by a fifth joint ( 15 ) with one on the wing ( 1 ) attached lever ( 16 ) is coupled to the wing ( 1 ) transmits, so that from rotations about the first joint ( 3 ) and the first bearing ( 4 ) existing oscillating movement of the wing ( 1 ) and the rotation of the shaft ( 11 ) correlate. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere der Mechanismen nach Anspruch 1 über die Welle (11) miteinander gekoppelt werden.Mechanism according to claim 1, characterized in that two or more of the mechanisms according to claim 1 are arranged over the shaft ( 11 ) are coupled together. Mechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem ersten Kurbelarm (2) und dem zweiten Kurbelarm (5) verstellbar ist, so dass der Winkel zwischen diesen beiden Kurbelarmen eingestellt werden kann.Mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the connection between the first crank arm ( 2 ) and the second crank arm ( 5 ) is adjustable so that the angle between these two crank arms can be adjusted. Mechanismus nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen dem dritten Kurbelarm (9) und dem vierten Kurbelarm (12) durch ein verstellbares Verbindungselement eingestellt werden kann.Mechanism according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the angle between the third crank arm ( 9 ) and the fourth crank arm ( 12 ) can be adjusted by an adjustable connecting element. Mechanismus nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er dazu dient, die Energie des strömenden Mediums (99) zu nutzen, indem die durch das strömende Medium (99) bewirkte oszillierende Bewegung des Tragflügels (1) in eine Rotation der Welle (11) umgewandelt wird.Mechanism according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that it serves to increase the energy of the flowing medium ( 99 ) by passing through the flowing medium ( 99 ) caused oscillating movement of the wing ( 1 ) in a rotation of the shaft ( 11 ) is converted. Mechanismus nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (11) durch einen entsprechenden Antrieb in Rotation versetzt wird und damit der Tragflügel (1) eine oszillierende Bewegung ausführt, wodurch er eine Vortriebskraft auf das strömende Medium (99) ausübt, was zum Antrieb von Fahrzeugen bzw. Schiffen oder zur Förderung von strömungsfähigen Medien genutzt wird.Mechanism according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the shaft ( 11 ) is rotated by a corresponding drive in rotation and thus the wing ( 1 ) performs an oscillating motion, thereby imparting a propulsive force to the flowing medium ( 99 ), which is used to drive vehicles or ships or to promote flowable media. Mechanismus nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des zweiten Verbindungselements (14) ein Seilzugsystem eingesetzt wird.Mechanism according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that instead of the second connecting element ( 14 ) a cable system is used.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009039072B4 (en) 2009-08-27 2011-07-21 Universität Kassel, 34125 Device for transmitting energy between a flowing medium and a crankshaft
JP5189689B1 (en) * 2012-06-04 2013-04-24 剛史 笹本 Power generator
JP4913921B2 (en) * 2011-10-18 2012-04-11 剛史 笹本 Power generator
WO2013058207A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-25 Sasamoto Tsuyoshi Electricity-generating apparatus
CN106930897B (en) * 2017-02-21 2023-06-02 湘潭大学 Hydraulic energy conversion device for bladeless wind turbine

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2278565A1 (en) * 1974-05-28 1976-02-13 Bouix Maurice Flap type marine propulsion system - has flaps operated by alternative mechanisms to give sinusoidal or cycloidal motion
DE3522995A1 (en) * 1985-06-27 1987-01-08 Nikolaus Wendel Wind power plant
US5548956A (en) * 1995-06-07 1996-08-27 Price; Daniel T. Cable restrained reciprocating blade system for energy extraction from moving body of water
DE10009468A1 (en) * 2000-02-28 2001-09-13 Guenter Freudenau Wind power machine has at least one aero-dynamic profile connected to at least one crank and at least guide and with at least one complete revolution of crank, profile is movable into different wind attack angles
US6323563B1 (en) * 1999-07-25 2001-11-27 Robert C. Kallenberg, Jr. Hydrodynamic power-generating system
EP1071882B1 (en) * 1998-03-07 2002-08-14 The Engineering Business Limited Extracting power from moving water
US20030123983A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-03 Bolduc Maxime Lambert Self-trimming oscillating wing system
WO2005090777A1 (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Tidal Energy Business Ltd Apparatus for extracting power from a watercurrent
GB2413785A (en) * 2004-05-07 2005-11-09 Marc Paish Fluid power generation/propulsion system incorporating movable vanes

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2278565A1 (en) * 1974-05-28 1976-02-13 Bouix Maurice Flap type marine propulsion system - has flaps operated by alternative mechanisms to give sinusoidal or cycloidal motion
DE3522995A1 (en) * 1985-06-27 1987-01-08 Nikolaus Wendel Wind power plant
US5548956A (en) * 1995-06-07 1996-08-27 Price; Daniel T. Cable restrained reciprocating blade system for energy extraction from moving body of water
EP1071882B1 (en) * 1998-03-07 2002-08-14 The Engineering Business Limited Extracting power from moving water
US6323563B1 (en) * 1999-07-25 2001-11-27 Robert C. Kallenberg, Jr. Hydrodynamic power-generating system
DE10009468A1 (en) * 2000-02-28 2001-09-13 Guenter Freudenau Wind power machine has at least one aero-dynamic profile connected to at least one crank and at least guide and with at least one complete revolution of crank, profile is movable into different wind attack angles
US20030123983A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-03 Bolduc Maxime Lambert Self-trimming oscillating wing system
WO2005090777A1 (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Tidal Energy Business Ltd Apparatus for extracting power from a watercurrent
GB2413785A (en) * 2004-05-07 2005-11-09 Marc Paish Fluid power generation/propulsion system incorporating movable vanes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K. Jones, M.F. Platzer und S. Davids: "Oscillating-Wing Power Generator". Proceedongs of the 3rd ASME/JSME Fluids Engineering Conference, July 18 - 23. --- : ---, 1999. Beitrag Nr. FEDSM99-7050. - ISBN --- *

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