DE102008034077A1 - Windmill for generating electrical energy, has vertical shaft comprising curved rectangular wing, and base plate arranged in cavity excavated on ground, where generator and accumulator attached to generator are positioned on base plate - Google Patents

Windmill for generating electrical energy, has vertical shaft comprising curved rectangular wing, and base plate arranged in cavity excavated on ground, where generator and accumulator attached to generator are positioned on base plate Download PDF

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Abstract

The windmill has a vertical shaft (1) with a curved rectangular wing (2) and kinematically coupled to a generator (13) under a reinforced concrete base plate (8), where the windmill is positioned on median of the motorway. Direction of curvature of the curved rectangular wing is opposite to direction of travel of a transportation medium on the motorway. The base plate is arranged in a cavity (14) excavated on ground. The generator and an accumulator attached to the generator are positioned on the base plate.

Description

Der Bereich der TechnikThe field of technology

Diese Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Windenergetik, und zwar auf die Energieerzeugung mit Hilfe fahrender Verkehrsmittel.These The invention relates to the field of wind energy, namely on energy production using means of transport.

Der Stand der TechnikThe state of the art

Bekannt sind Vorrichtungen zur Energieerzeugung durch Anwendung oberirdischer Verkehrsmittel; eine dieser Techniken ist unter anderem in dem Patent AM 1591A2 , F03G7/00, 2005 beschrieben. Diese Vorrichtung leistet die Umwandlung der Energie des Druckes der Räder der Verkehrsmittel auf die Fahrbahn in Potentialenergie an einem ortsfesten Punkt.Devices are known for generating energy by using above-ground transport; one of these techniques is inter alia in the patent AM 1591A2 , F03G7 / 00, 2005. This device makes the conversion of the energy of the pressure of the wheels of the means of transport on the roadway into potential energy at a fixed point.

Bekannt ist ein sich um eine Vertikalachse drehender Windmotor, der eine vertikale Welle und daran befestigte gewölbte Flügel hat; der Motor ist auf einer höher als Bodenoberfläche positionierten Grundplatte stationiert. Und im unteren Teil der Grundplatte ist die Welle kinematisch mit Generator gekoppelt ( RU2294452C1 , FO3D3/00, 2007 – das nächste Analogon).Known is a rotating about a vertical axis wind engine, which has a vertical shaft and attached curved wings; the engine is stationed on a base plate positioned higher than the ground surface. And in the lower part of the base plate, the shaft is kinematically coupled to the generator ( RU2294452C1 , FO3D3 / 00, 2007 - the next analogue).

Die Nachteile dieser bekannten Lösung sind: die komplizierte Konstruktion der Vorrichtung, niedriger Wirkungsgrad, hoher aerodynamischer Lärmgrad, niedrige Stabilität der Vorrichtung und die Unzweckmäßigkeit der Verwendung auf Autobahnen.The Disadvantages of this known solution are: the complicated Construction of the device, low efficiency, high aerodynamic Noise level, low stability of the device and the inappropriateness of using on highways.

Die Offenlegung der ErfindungThe disclosure of the invention

Die Aufgabe dieser Erfindung ist: die Konstruktion der Vorrichtung zu vereinfachen, den Wirkungsgrad zu erhöhen, den Lärmgrad zu reduzieren, die Stabilität der Vorrichtung zu erhöhen, die Verwendung der Vorrichtung auf Autobahnen zu gewährleisten.The Object of this invention is: the construction of the device to simplify, increase the efficiency, the degree of noise to reduce the stability of the device, to ensure the use of the device on highways.

Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass der Windmotor mit einer vertikalen Welle an der Welle befestigte gewölbte rechteckförmige Flügel hat, und der Motor ist dabei auf einer Grundplatte positioniert, worunter die Welle kinematisch mit Generator gekoppelt ist. Der Windmotor ist auf dem mittleren Trennstreifen der Autobahnen aufgestellt; die Richtung der Wölbung der Flügel ist gegen die Fahrrichtung der Verkehrsmittel auf der Autobahn. Und die Grundplatte ist auf einer in den Boden gegrabenen Grube aufgelegt, worin der Generator und dran angeschlossener Akkumulator stationiert sind.The Essence of the invention is that the wind engine with a vertical Shaft mounted on the shaft arched rectangular Has wings, and the engine is on a base plate below which the shaft is kinematically coupled to the generator is. The wind engine is on the middle parting line of the highways set; the direction of the curvature of the wings is against the direction of travel of the means of transport on the highway. And the base plate is on a pit dug into the ground in which the generator and the battery connected to it are placed are stationed.

Die Grundplatte hat eine Breite von 1.5 bis 3 Meter, die maximale Höhe der Flügel ist 2.5 Meter, und die maximale Breite der Flügel gleicht der Hälfte der Breite der Grundplatte.The Base plate has a width of 1.5 to 3 meters, the maximum height the wing is 2.5 meters, and the maximum width of the wings is equal to half the width of the base plate.

Kurze Beschreibung der graphischen MaterialienShort description of the graphic materials

Das Wesen der Erfindung ist durch Zeichnungen präzisiert, woThe Essence of the invention is specified by drawings where

in der 1 der Vertikalschnitt der Vorrichtung abgebildet ist,in the 1 the vertical section of the device is shown,

in der 2 das Schema der Installierung der Vorrichtung auf Autobahnen, undin the 2 the scheme of installation of the device on highways, and

in der 3 die Vorrichtung aus der Sicht von oben.in the 3 the device from the top view.

Die Ausführund der VorrichtungThe Ausfundund the device

Die Konstruktion der Vorrichtung ist folgendes:
Die Vorrichtung hat (1) eine vertikale Welle (1), dran unter 45° Winkel befestigte 8 gewölbte rechteckförmige Flügel (2), deren Wölbung auf die sich bewegende Luft gerichtet ist, und die Höhe der Flügel ist maximal 2.5 Meter, da die Höhe derzeitigen Schnellwagen 2.5 Meter nicht überschreitet. Der obere Achsenhals der Treibwelle (1) sitzt auf Radialkugellager (4), das sich in der Aufnahmebohrung in der Mitte der oberen Grundlage (3) befindet, und der untere Achsenhals sitzt auf einem Stützkugellager (6), das sich in der Aufnahmebohrung in der Mitte der unteren Grundlage (5) befindet. Die untere (5) und obere Grundlagen (3) sind durch einen Ständer (7) miteinander verbunden. Der Ständer (7) hat eine Form eines Hohlzylinders mit seitlicher Oberfläche, an dessen gegeneinanderliegenden Frontalteilen Fixierverschlüsse angebracht sind, um die koaxiale Verbindung der unteren (5) und der oberen Grundlagen (3) zu sichern. Die untere Grundlage (5) mit zentraler zylindrischer Öffnung hat eine massive Form, und ist an der Stahlbetongrundplatte (8) befestigt. Die Breite der Grundplatte liegt im Bereich von 1.5–3 Meter, abhängig von der Breite des mittleren Trennstreifens der Autobahn. Die obere Grundlage (3) ist nicht massiv. Sie hat offene Sektoren, damit die Luft von den Flügeln aus frei nach oben entweichen kann. An den Kanten der unteren (5) und der oberen Grundlagen (3) sind auch Fixierverschlüsse vorgesehen. Der Ständer (7) ist von außen mit einem Netz (9) versehen. Um das Drehmoment von der Welle (1) an den unter der Grundplatte (8) befestigten Generator (13) zu übertragen, hat die Vorrichtung eine Gelenkwelle (10), eine Kupplung (11). Der Generator ist an der Grundplatte mit einem Flansch befestigt (12). Die Vorrichtung mit der befestigten Grundplatte ist auf dem mittleren Trennstreifen der Autobahn auf einer in den Boden gegrabenen Grube (14) aufgestellt.
The construction of the device is as follows:
The device has ( 1 ) a vertical wave ( 1 ), to which are fastened at 45 ° angle 8 arched rectangular wings ( 2 ), whose curvature is directed to the moving air, and the height of the wings is a maximum of 2.5 meters, since the height does not exceed current speed of 2.5 meters. The upper axis neck of the drive shaft ( 1 ) sits on radial ball bearings ( 4 ) located in the middle of the upper foundation ( 3 ) and the lower axle neck sits on a support ball bearing ( 6 ) located in the middle of the lower foundation ( 5 ) is located. The lower ( 5 ) and upper basics ( 3 ) are supported by a stand ( 7 ) connected with each other. The stand ( 7 ) has a shape of a hollow cylinder with a lateral surface, on whose opposing frontal parts Fixierverschlüsse are attached to the coaxial connection of the lower ( 5 ) and the upper basics ( 3 ). The lower foundation ( 5 ) with central cylindrical opening has a massive shape, and is attached to the reinforced concrete base plate ( 8th ) attached. The width of the base plate is in the range of 1.5-3 meters, depending on the width of the middle parting strip of the highway. The upper basis ( 3 ) is not massive. It has open sectors so the air can escape freely from the wings. At the edges of the lower ( 5 ) and the upper basics ( 3 ) Fixierverschlüsse are provided. The stand ( 7 ) is externally connected to a network ( 9 ) Mistake. To the torque from the shaft ( 1 ) to the under the base plate ( 8th ) attached generator ( 13 ), the device has a propeller shaft ( 10 ), a coupling ( 11 ). The generator is fixed to the base plate with a flange ( 12 ). The device with the fixed base plate is on the middle parting line of the motorway on a pit dug into the ground ( 14 ).

Die Arbeit der Vorrichtung kommt folgendermaßen zustande:
Auf dem mittleren Trennstreifen (17) der Autobahnen (16) ist die mit Flügeln (2) versehene Welle (1) des Windmotors (18) aufgestellt (1), die dank der Einwirkung der Bewegung der von den fahrenden Fahrzeugen (19) entstehenden Luftmassen in Drehbewegung kommen. So eine Einwirkung kann auf den Autobahnen der Spitzenklasse durch den intensiven Verkehr der Fahrzeuge entstehen.
The work of the device comes about as follows:
On the middle parting strip ( 17 ) of the motorways ( 16 ) is the one with wings ( 2 ) provided shaft ( 1 ) of Wind engine ( 18 ) ( 1 ) thanks to the action of the movement of the vehicles ( 19 ) resulting air masses come into rotary motion. Such an impact can arise on the highways of the high class due to the intensive traffic of the vehicles.

Das Drehmoment wird von der Motorwelle (1) durch eine Gelenkwelle (10) und eine Kupplung (11) an die unter der Grundplatte (8) mit einem Flansch (12) befestigte Welle des in der Grube (14) positionierten Generators (13) übertragen. Vom Generator wird die elektrische Energie an Akkumulator (15) übertragen, und von Akkumulator an die Verbraucher. Die Befestigung des Generators von unten an der am Boden auf der Grube gelegenen Betongrundplatte ist zweckmäßig für die Erhöhung der Stabilität der Vorrichtung, für die bessere Aufnahme der Einwirkung der von der Bewegung der fahrenden Fahrzeugen entstehenden Luft mit der h Höhe der Flügel der Vorrichtung, welches die Leistungsfähigkeit der Energieerzeugung erhöhen, die Sicherheit der Wartungs- und Reparaturarbeiten des Generators und anderer Geräten gewährleisten, den Grad des während der Arbeit des Generators und anderer Geräten entstandenen Lärmes reduzieren wird. Die Notwendigkeit des Energiespeichers, als Zwischenglied zwischen der Vorrichtung und dem Verbraucher, ist folgenderweise zu erklären: die auf die Flügel des Motors einwirkenden Kräfte sind sowohl mit ihrer Größe als auch mit ihrer Frequenz wechselhaft, folglich werden ungleichmäßige Energien entstehen, oder gar keine entstehen, wenn keine Impulse vorhanden sind. Die auf die Flügel einwirkenden Wechselkräfte werden sich auf den Ladeprozess des Akkumulators keineswegs auswirken. Parallel mit dem Laden verläuft die Übergabe der Energie vom Akkumulator an die Verbraucher. Im Falle der Ladeunterbrechung wird der Verbraucher durch gespeicherte Energie versorgt.The torque is absorbed by the motor shaft ( 1 ) by a propeller shaft ( 10 ) and a clutch ( 11 ) to the under the base plate ( 8th ) with a flange ( 12 ) paved shaft of the pit ( 14 ) positioned generator ( 13 ) transfer. From the generator, the electrical energy to accumulator ( 15 ), and from battery to the consumer. The attachment of the generator from below to the bottom of the pit located on the concrete base plate is useful for increasing the stability of the device, for better absorption of the effect of resulting from the movement of the moving vehicles air with the h height of the wings of the device, which increase the efficiency of energy production, ensure the safety of the maintenance and repair of the generator and other equipment, reduce the level of noise generated during the operation of the generator and other equipment. The need for the energy store, as an intermediary between the device and the consumer, can be explained as follows: the forces acting on the blades of the motor are variable both in size and in frequency, consequently uneven energies will arise, or none will arise, if no pulses are present. The alternating forces acting on the wings will in no way affect the charging process of the accumulator. The transfer of energy from the accumulator to the consumer takes place in parallel with the store. In the case of charging interruption, the consumer is supplied by stored energy.

Die Aufstellung des Motors auf dem mittleren Trennstreifen der Autobahnen ist folgenderweise zu erklären: die dem mittleren Trennstreifen nächstliegenden beide Autobahnspuren sind für die Entwicklung höherer Fahrgeschwindigkeiten der Fahrzeuge vorgesehen, und, selbstverständlich, besonders in dieser Zone haben die Luftmassen vergleichsmäßig höhere Bewegungsgeschwindigkeiten und Einwirkungen. Die Einwirkung der Luftmassen auf die Flügel der in dieser Zone aufgestellten Vorrichtung ist gleichzeitig von zwei Gegenrichtungen, dank der Bewegung der Fahrzeuge auf den entgegengesetzten Spuren. Also die Größe des an die Welle (1) übertragenden Drehmomentes wird verdoppelt, und dadurch wird die Leistungsfähigkeit der Energieerzeugung erhöht.The location of the engine on the middle parting line of the motorways can be explained as follows: the two highway lanes closest to the middle parting line are intended for the development of higher vehicle speeds and, of course, especially in this zone, the air masses have comparatively higher speeds and actions. The action of the air masses on the wings of the device installed in this zone is simultaneously of two opposite directions, thanks to the movement of the vehicles on the opposite lanes. So the size of the shaft ( 1 ) transmitting torque is doubled, thereby increasing the power generation efficiency.

Diese Zone (der mittlere Trennstreifen) ist für die Aufstellung ähnlicher Vorrichtungen, für deren sicheren und unschädlichen Betrieb, für Gewährleistung der Wartungs- und Reparaturarbeiten gut geeignet. Die vorgeschlagene auf dem mittleren Trennstreifen der Autobahnen aufzustellende Vorrichtung wird ein Teil der kinetischen Energie der durch die Bewegung der Fahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit entstehenden Luftbewegung zur billigen, ökologisch reinen elektrischen Energie umwandeln, reduzierend dadurch die Verwendung Energien anderer Art, die durch unerwünschte Emissionen begleitet werden. Die Arbeit solcher auf den sich Dutzende Kilometer lang ausstreckenden Autobahnen aufgestellten Energiemittel ist von naturklimatischen Bedingungen nicht abhängig, und solche Vorrichtungen können zu einer leistungsstarken Energiequelle werden, besonders in den abgelegenen Ortschaften, die sich weit von den zentralisierten Siedlungen befinden.These Zone (the middle dividing strip) is more similar for installation Devices for their safe and harmless Operation, to ensure the maintenance and Repair work well suited. The proposed on the middle Parting strip of the highways device to be set up Part of the kinetic energy of the movement of the vehicles High speed air movement to cheap, ecologically clean convert electrical energy, thereby reducing the use Energy of another kind, caused by unwanted emissions to be accompanied. Work of such on tens of kilometers long stretched out motorways energy resources is of natural climatic Conditions are not dependent, and such devices may become a powerful source of energy, especially in the remote villages that are far from the centralized settlements are located.

REFERATPRESENTATION

Diese Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Windenergetik, und zwar auf die Energieerzeugung mit Hilfe fahrender Verkehrsmittel.These The invention relates to the field of wind energy, namely on energy production using means of transport.

Der Windmotor mit einer vertikalen Welle hat an der Welle befestigte gewölbte rechteckförmige Flügel; der Windmotor ist dabei auf einer Grundplatte positioniert, und unter der Grundplatte ist die Welle kinematisch mit Generator gekoppelt. Der Windmotor ist auf dem mittleren Trennstreifen der Autobahnen aufgestellt; die Richtung der Wölbung der Flügel ist gegen die Fahrrichtung der Verkehrsmittel auf der Autobahn. Und die Grundplatte ist in einer in den Boden gegrabenen Grube positioniert, worin der Generator und dran angeschlossener Akkumulator stationiert sind.Of the Wind engine with a vertical shaft attached to the shaft arched rectangular wings; of the Wind motor is positioned on a base plate, and under the base plate, the shaft is kinematically coupled with generator. The wind engine is placed on the middle parting line of highways; the direction of the vaulting of the wings is against the direction of travel of the means of transport on the highway. And the base plate is positioned in a pit dug in the ground, wherein the Generator and connected accumulator are stationed.

Die Grundplatte hat eine Breite von 1.5 bis 3 Meter, die maximale Höhe der Flügel ist 2.5 Meter, und die maximale Breite der Flügel gleicht der Hälfte der Breite der Grundplatte.The Base plate has a width of 1.5 to 3 meters, the maximum height the wing is 2.5 meters, and the maximum width of the wings is equal to half the width of the base plate.

Die Konstruktion wird vereinfacht; die Verwendung der Vorrichtung auf Autobahnen wird gewährleistet; 3.The construction is simplified; the use of the device on highways is ensured; 3 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - AM 1591 A2 [0002] - AM 1591 A2 [0002]
  • - RU 2294452 C1 [0003] - RU 2294452 C1 [0003]

Claims (2)

Windmotor mit einer vertikalen Welle, die gewölbte rechteckförmige Flügel hat; der Windmotor ist dabei auf einer Grundplatte positioniert, und unter der Grundplatte ist die Welle kinematisch mit Generator gekoppelt. Der Windmotor unterscheidet sich dadurch, dass er auf dem mittleren Trennstreifen der Autobahnen aufgestellt ist; die Richtung der Wölbung der Flügel ist gegen die Fahrrichtung der Verkehrsmittel auf der Autobahn. Und die Grundplatte ist auf einer in den Boden gegrabenen Grube aufgelegt, worin der Generator und dran angeschlossener Akkumulator stationiert sind.Wind engine with a vertical shaft, the arched has rectangular wings; the wind engine is there positioned on a base plate, and under the base plate is the shaft is kinematically coupled with generator. The wind engine makes a difference the fact that he is on the middle parting line of the highways is erected; the direction of the curvature of the wings is against the direction of travel of the means of transport on the highway. And the base plate is on a pit dug into the ground in which the generator and the battery connected to it are placed are stationed. Laut dem 1. Punkt unterscheidet sich der Windmotor dadurch, dass die Grundplatte eine Breite von 1.5 bis 3 Meter hat, die maximale Höhe der Flügel 2.5 Meter ist, und die maximale Breite der Flügel gleicht der Hälfte der Breite der Grundplatte.According to the 1st point, the wind engine differs in that the base plate has a width of 1.5 to 3 meters, the maximum height of the wings is 2.5 meters, and the maximum width of the wings is equal to half the width of the base plate.
DE200810034077 2007-09-26 2008-07-18 Windmill for generating electrical energy, has vertical shaft comprising curved rectangular wing, and base plate arranged in cavity excavated on ground, where generator and accumulator attached to generator are positioned on base plate Ceased DE102008034077A1 (en)

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