DE102013021464B3 - Method and wind generator with multiple radial turbine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Erzeugung von elektrischer Energie mittels Windkraft und benutzt dabei eine längliche, multiple, radiale Turbine. Dabei ist die hohe Effizienz der Energiegewinnung hervorzuheben. Die Windmasse wird beim Eintreten ins Gerät um ein mehrfaches beschleunigt und fließt zu mehreren Teilströmen aufgeteilt in die parallel aufgestellten Turbinen-Abteile und dort wird sie um etwa 180° umgelenkt, bevor diese Teilströme die einzelnen Turbinen seitlich durch Abluftkanäle verlassen. Die Windenergie umgewandelt in Rotationsenergie der Turbinen wird einem in der Hohlwelle der Turbinen untergebrachte Elektrogenerator zugeführt und steht nach der Gleichrichtung als Gleichspannung zur Verfügung, wobei sie in ähnlicher Weise wie die Gleichspannung eines photovoltaischen Solarmoduls verwendet werden kann.The present invention enables the generation of electrical energy by wind power using an elongate, multiple, radial turbine. The high efficiency of energy production should be emphasized here. The wind mass is accelerated when entering the device by a multiple and flows to several sub-streams split into the parallel turbine compartments and there it is deflected by about 180 °, before these streams leave the individual turbines laterally through exhaust ducts. The wind energy converted into rotational energy of the turbines is supplied to a housed in the hollow shaft of the turbine electric generator and is available after rectification as DC voltage, and it can be used in a similar manner as the DC voltage of a photovoltaic solar module.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen windgetriebenen elektrischen Generator mit multipler radialer Turbine mit dem dazugehörigen Verfahren zur Energieumwandlung.The invention relates to a wind-driven electric generator with multiple radial turbine with the associated method for energy conversion.

Geräte mit denen man die Windenergie in elektrische Energie umwandelt sind bekannt. Dabei spielen die großen Windgeneratoren mit axialen Windrädern und mit großer Spannbreite eine herausragende Rolle. Diese haben alle einen großen Nachteil: die Energieausbeute reduziert sich auf die Übernahme einer geringfügigen Menge der Energie, die der Wind auf der Kreisfläche der Spannbreite zur Verfügung stellt. Daraus resultieren weitere Nachteile: um große Energiemengen zu produzieren, müssen die Spannbreiten dieser Windräder enorme Ausmaße annehmen, was diese Art von Geräten unnötig verteuert und außerdem ist der Betrieb solcher Räder mit starken Betriebsgeräuschen verbunden, was sie für die Ansiedlung im bewohntem Gebiet fraglich macht.Devices with which one converts the wind energy into electrical energy are known. Here, the large wind generators with axial wind wheels and with a large span play an outstanding role. These all have a big drawback: the energy yield is reduced to taking on a small amount of the energy that the wind provides on the circular area of the span. This results in further disadvantages: to produce large amounts of energy, the widths of these wind turbines must take enormous proportions, which unnecessarily expensive this type of equipment and also the operation of such wheels is associated with strong operating noise, which makes them questionable for the settlement in the inhabited area.

Aus der DE 20 2013 491 U1 ist eine Windkraftanlage mit vertikaler Achse und mehreren Windflügeln zu entnehmen, die S-förmig sind, so daß durch lokale Verwirbelung unterschiedliche Drück auf den benachbarten Flügeln entstehen und so eine Antriebskraft entsteht; dabei ist die Wirksamkeit relativ niedrig.From the DE 20 2013 491 U1 is to take a wind turbine with a vertical axis and a plurality of wind blades, which are S-shaped, so that caused by local turbulence different pressures on the adjacent blades, thus creating a driving force; The effectiveness is relatively low.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, ein Windgenerator und das dazugehörige Verfahren für die Energieerzeugung mit mehr Effizienz zu gestallten und kompakte kleine Geräte dafür zu ermöglichen. Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und einen Windgenerator nach Anspruch 2. Dafür benutzt die Erfindung eine multiple Turbine mit großer axialer Gesamtausdehnung, wobei der Wind beim Eintreten in das Gerät durch Querschnittsreduzierung um ein mehrfaches beschleunigt wird und zu mehreren Teilströmen aufgeteilt, in die parallel aufgestellten Turbinen-Abteile fließt und dort um etwa 180° umgelenkt wird, bevor diese Teilströme die Turbinen verlassen und abgeführt werden. Dadurch kann mit einer relativ geringen Fläche die Umwandlung der kinetischen Energie des Windes in Rotationsenergie der Generatorwelle realisiert werden. Diese Rotationsenergie wirkt direkt auf den in der Hohlwelle der Turbinen eingebauten Elektrogenerator und erzeugt Strom. Die ganze Konstruktion ist sehr zweckgebunden und erlaubt den Bau von kompakten Geräten die auch als Batterie nebeneinander aufgestellt werden können und somit beliebig große Mengen von Energie erzeugen können und das bei um Größenordnungen kleineren Ausdehnungen der Anlagen im Vergleich mit den heutigen Windrädern. Ein durchaus gängiger Wert wäre etwa 0,5–1 m2 für die Erzeugung von 1 kW elektrischer Leistung. Eine Fläche von ca. 100 × 5 m würde also ausreichen, um ein Kraftwerk mit einer Leistung von 1 MW zu realisieren. Ein Windrad benötigt dafür etwa die 20 fache Fläche.The object of the present invention is to design a wind generator and the associated method for energy generation with greater efficiency and to enable compact small devices therefor. The object is achieved by a method according to claim 1 and a wind generator according to claim 2. For this purpose, the invention uses a multiple turbine with a large overall axial extent, the wind is accelerated when entering the device by cross-section reduction by a multiple and divided into several sub-streams, flows into the parallel turbine compartments and is deflected there by about 180 °, before these partial flows leave the turbines and be discharged. As a result, with a relatively small area, the conversion of the kinetic energy of the wind into rotational energy of the generator shaft can be realized. This rotational energy acts directly on the installed in the hollow shaft of the turbine electric generator and generates electricity. The whole construction is very dedicated and allows the construction of compact devices that can be placed side by side as a battery and thus can generate arbitrarily large amounts of energy and at orders of magnitude smaller dimensions of the plants in comparison with today's wind turbines. A quite common value would be about 0.5-1 m 2 for the generation of 1 kW of electrical power. An area of about 100 × 5 m would be sufficient to realize a power plant with a capacity of 1 MW. A wind turbine needs about 20 times the area.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens und des erfindungsgemäßen Windgenerators ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert.An embodiment of the method and of the wind generator according to the invention is shown in the drawings and will be explained in more detail below.

Es zeigt:It shows:

1 Querschnittdarstellung des Windgenerators 1 Cross-sectional view of the wind generator

2 Längsschnitt durch den Generator 2 Longitudinal section through the generator

3 Elektrische Darstellung des Generators 3 Electrical representation of the generator

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet eine Reihe gemeinsam nebeneinander auf einer Achse rotierender Umwandlungselemente 1, welche die Übernahme der kinetischen Energie des Windes oder Luftmassen 5 bewerkstelligen und einen Elektrogenerator 2 antreiben. Der Wind wird in einzelnen stark beschleunigten Luftströmungen 3 den Umwandlungselementen 1 zugeführt, wobei diese Strömungen einen großen Staudruck auf der jeweiligen treibenden Wand a ausübt und einen viel kleineren Staudruck auf der Wand b, in deren Nähe die Luftabführung stattfindet, erzeugt und wobei der Luftstrom 3 um ca. 180° umgelenkt wird, bevor er den Umwandlungselement 1 aufgeteilt nach den beiden Seiten verläßt und somit eine praktische Verdoppelung des Anpreßdrucks durch den Reaktionseffekt der Umlenkung erwirkt.The method according to the invention uses a series of conversion elements which rotate together next to one another on one axis 1 which involve the absorption of the kinetic energy of the wind or air masses 5 accomplish and an electric generator 2 drive. The wind is in individual strongly accelerated air currents 3 the conversion elements 1 supplied, which flows a large dynamic pressure on the respective driving wall a exerts a much smaller dynamic pressure on the wall b, in the vicinity of which the air discharge takes place, and wherein the air flow 3 is deflected by about 180 °, before he the conversion element 1 divided after the two sides leaves and thus obtains a practical doubling of the contact pressure by the reaction effect of the deflection.

Der Umwandlungsprozeß findet kontinuierlich in jedem Abteil 4 während der Rotation der Umwandlungselemente 1 um die gemeinsame Achse der Reihe nach statt, so dass zu einem Zeitpunkt nur etwa eines der Abteile 4 eines Umwandlungselements 1 einer Zone oder Einzelturbine voll vom Wind beaufschlagt wird. Eine geeignete Gestaltung des Stators 24 ermöglicht den Zustrom der Luftmassen 5 in den jeweiligen aktiven Abteil 4, während die Abführung der Abluft 6 nach der Energieabgabe durch Bereiche außerhalb der Umwandlungselemente 1 stattfindet, die durch eine weitere Gestaltung des Stators 24 vom äußerem Wind geschützt sind und so den notwendigen Sogeffekt für die Abluft 6 ermöglicht.The conversion process takes place continuously in each compartment 4 during the rotation of the conversion elements 1 to take the common axis in turn, so that at one time only about one of the compartments 4 a conversion element 1 a zone or single turbine is fully loaded by the wind. A suitable design of the stator 24 allows the influx of air masses 5 in the respective active compartment 4 while exhausting the exhaust air 6 after the energy release by areas outside the conversion elements 1 takes place through a further design of the stator 24 are protected from the outside wind and thus the necessary suction effect for the exhaust air 6 allows.

Die Aufteilung der Abteile 4 und die Abmessungen dieser tragen zum Entstehen einer günstigen Luftströmung bei, wobei die Verluste an Strömungsluft zwischen den rotierenden Umwandlungselementen 1 und den stehenden Teilen – Stator 24 – durch geeignete Maßnahmen klein gehalten werden.The division of the compartments 4 and the dimensions of these contribute to the creation of a favorable air flow, wherein the losses of flow air between the rotating conversion elements 1 and the stationary parts - Stator 24 - be kept small by appropriate measures.

Der Windgenerator mit multipler radialer Turbine zur Verwirklichung des beschriebenen Verfahrens bestehend aus dem Stator 24 an dessen Enden die Endplatten 7, 8 mit den Kugellagern 9, 10 einen Rotor 11 halten, hat auf einer hohlen Zentralwelle 12 des Rotors 11 mehrere Turbinen 13 plaziert, die mit einigen Flügeln 14 zwischen einigen jeweiligen Endblenden 15 Abteile 3 bilden, wobei jeweils ein Teil oder Sektor der Oberfläche der Endblenden 15, befindlich zwischen zwei benachbarten Flügeln 14, viele kleine Durchbrüche 16 aufweist, welche den Ausgang für die Abluft bilden. Zwischen den Turbinen 13 bilden die Abluftabschnitte 17 den Fliessweg für die Abführung der Abluft 6, welche gegen die direkte Einströmung des Windes durch Blenden 18 geschützt sind, welche an den beiden Seitenteilen 19, 20 des Stators 24 befestigt sind, während auf der Leeseite des Stators 24 keine Blenden existieren und ein Abfließen der Abluft 6 durch die Öffnungen 21 möglich ist. The wind generator with multiple radial turbine for the realization of the described method consisting of the stator 24 at the ends of the end plates 7 . 8th with the ball bearings 9 . 10 a rotor 11 Hold on a hollow central shaft 12 of the rotor 11 several turbines 13 placed with some wings 14 between some respective end panels 15 compartments 3 each forming a part or sector of the surface of the end panels 15 , located between two adjacent wings 14 , many small breakthroughs 16 having, which form the exit for the exhaust air. Between the turbines 13 form the exhaust air sections 17 the flow path for the removal of the exhaust air 6 , which oppose the direct influx of wind through apertures 18 are protected, which at the two side parts 19 . 20 of the stator 24 are attached while on the leeward side of the stator 24 There are no diaphragms and a discharge of the exhaust air 6 through the openings 21 is possible.

Ein eigentlicher Stator 22 eines Elektrogenerators 2 ist in der hohlen Zentralwelle 12 plaziert und rotiert somit mit den Turbinen, wobei eine Rotorwelle 23 des Elektrogenerators 2 durch den Kugellager 9 an der oberen Seite des erfindungsgemäßen Windgenerators steckt und am Endblech 7 plaziert zwischen den beiden Statorteilen 19, 20 fest angeschraubt ist und zwar so, dass ein eigentlicher Rotor 25 des Elektrogenerators 2 solidarisch mit der Rotorwelle 23 während des Betriebes unbewegt bleibt, während der eigentliche Stator 22 des Elektrogenerators 2 sich darum dreht.A real stator 22 an electric generator 2 is in the hollow central shaft 12 placed and thus rotates with the turbines, with a rotor shaft 23 of the electric generator 2 through the ball bearing 9 on the upper side of the wind generator according to the invention and the end plate 7 placed between the two stator parts 19 . 20 is firmly screwed in such a way that a real rotor 25 of the electric generator 2 in solidarity with the rotor shaft 23 remains stationary during operation, while the actual stator 22 of the electric generator 2 it turns.

Der Statorteil 19 mit Flanken 26, 27 für die Leitung der Luftmassen 5 und Abluft 6 ist etwa trapezförmig gebaut und stellt eine zentrale zylindrische Mulde 28 dar, die eine Seite der inneren Fläche des Stators 24 bildet, während der Statorteil 20 mit stark abgeflachten Flanken 29, 30 für die Lenkung der Luftmassen 5 und der Abluft 6 ebenfalls etwa trapezförmig gebaut ist und eine kleinere zylindrische Mulde 31 darstellt, die andere Seite der inneren Fläche des Stators 24 bildet. Durch diese Gestaltung ist die Zuteilung der einlaufenden Luftströme 3 nur auf etwa die Hälfte eines Turbinenrades gewährleistet.The stator part 19 with flanks 26 . 27 for the management of the air masses 5 and exhaust air 6 is built approximately trapezoidal and provides a central cylindrical trough 28 representing one side of the inner surface of the stator 24 forms while the stator part 20 with flattened flanks 29 . 30 for the steering of the air masses 5 and the exhaust air 6 is also built approximately trapezoidal and a smaller cylindrical trough 31 represents the other side of the inner surface of the stator 24 forms. By this design, the allocation of the incoming air streams 3 only guaranteed to about half of a turbine wheel.

Der eigentliche Stator 22 des Elektrogenerators 2 besteht aus dem zylindrischen Gehäuse 32, worauf die Permanentmagnete 33 plaziert sind und aus den Seitenteilen 34, 35 worin die Kugellager 9, 36 stecken, während der eigentliche Rotor 25 gebaut aus einer Anzahl von E-Blechen aufgepreßt auf der Rotorwelle 23 in den Kugellagern 9, 36 gehalten wird, wobei die Anzahl „p” von Polen 37 des eigentlichen Rotors 25 gleich mit der Anzahl der Permanentmagnete 33 ist. Deren magnetischen Pole alternierend N/S sind nebeneinander angereiht, und zwar dergestalt, dass die magnetischen Feldlinien sich zwischen je 2 benachbarten Permanentmagneten 33 durch den gerade darunter befindlichen 2 Polen 37 des eigentlichen Rotors 25 schließen und während der Drehung je eine elektrische Spannung in jeweilige Wicklungen 38 induziert wird. Diese Wicklungen sind so in Reihe geschaltet, dass die einzelnen induzierten Spannungen sich addieren und eine große Ausgangsspannung „U” des Generators anbieten.The actual stator 22 of the electric generator 2 consists of the cylindrical housing 32 , whereupon the permanent magnets 33 are placed and from the side panels 34 . 35 wherein the ball bearings 9 . 36 stuck while the actual rotor 25 built from a number of E sheets pressed on the rotor shaft 23 in the ball bearings 9 . 36 is held, with the number "p" of Poland 37 the actual rotor 25 equal to the number of permanent magnets 33 is. Their magnetic poles alternating N / S are juxtaposed, in such a way that the magnetic field lines between each two adjacent permanent magnets 33 through the 2 poles just below 37 the actual rotor 25 close and during the rotation each have an electrical voltage in respective windings 38 is induced. These windings are connected in series so that the individual induced voltages add up and offer a large output voltage "U" of the generator.

Die Ausgangsspannung „U” des Elektrogenerators 2 ist zu einer Gleichrichterbrücke „GB” geführt, welche zusammen mit dem im parallel dazu geschalteten Kondensator „C” die nach außen abgeführte Gleichspannung „U=” des Elektrogenerators verfügbar macht, wobei diese Spannung in Größe und Art ähnlich verwendbar ist, wie die eines handelsüblichen photovoltaischen Solarmoduls.The output voltage "U" of the electric generator 2 is led to a rectifier bridge "GB", which makes available together with the parallel connected capacitor "C" the externally dissipated DC voltage "U =" of the electric generator, this voltage is similar in size and type, as that of a commercially available photovoltaic solar module.

Sowohl der Stator 24 als auch der Rotor 11 sind aus leichtem Blech in selbstragender Bauweise hergestellt, mit nur wenigen Verstrebungen und Verbindungselementen – ohne Darstellung in den Figuren –. Der untere Teil des Rotors 11 solidarisch mit einer Endscheibe 40 – ohne Darstellung in den Figuren –, hält den Kugellager 10, und dreht sich darauf – ohne Darstellung in den Figuren – während die kurze Welle 41 – ohne Darstellung in den Figuren –, die in der Bohrung des Kugellagers 10 steckt, an dem Endblech 8, welches die zwei Statorteile 19, 20 unten miteinander verbindet (ähnlich wie das Endblech 7 oben), unbeweglich befestigt ist.Both the stator 24 as well as the rotor 11 are made of lightweight sheet metal in self-supporting construction, with only a few struts and fasteners - without representation in the figures -. The lower part of the rotor 11 in solidarity with an end disk 40 - without representation in the figures -, holds the ball bearing 10 , and turns on it - without representation in the figures - during the short wave 41 - without representation in the figures -, which in the bore of the ball bearing 10 stuck, on the end plate 8th which is the two stator parts 19 . 20 connects below (similar to the end plate 7 above), immovably fixed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Umwandlungselementconversion element
22
Elektrogeneratorelectric generator
33
Luftstromairflow
44
Abteilcompartment
55
Luftmassenair masses
66
Abluftexhaust
77
Endplatte (oben)End plate (top)
88th
Endplatte /unten)End plate / below)
99
Kugellager (oben)Ball bearing (top)
1010
Kugellager (unten)Ball bearing (below)
1111
Rotorrotor
1212
Zentralwellecentral shaft
1313
Turbineturbine
1414
Flügelwing
1515
Endblechend plate
1616
Durchbrüchebreakthroughs
1717
Abluftabschnitteexhaust sections
1818
Blendecover
1919
Seitenteil (Stator rechts)Side part (stator on the right)
2020
Seitenteil (Stator links)Side part (stator left)
2121
Öffnungopening
2222
Stator des ElektrogeneratorsStator of the electric generator
2323
Rotorwellerotor shaft
2424
Statorstator
2525
Rotor des ElektrogeneratorsRotor of the electric generator
2626
Flanke (vorne)Flank (front)
2727
Flanke (hinten)Flank (back)
2828
zylindrische Muldecylindrical trough
2929
Flanke (vorne)Flank (front)
3030
Flanke (hinten)Flank (back)
3131
kleinere Muldesmaller hollow
3232
Gehäusecasing
3333
Permanentmagnetepermanent magnets
3434
Seitenteil (E-Generator, oben)Side part (electric generator, above)
3535
Seitenteil (E-Generator, oben)Side part (electric generator, above)
3636
Kugellagerball-bearing
3737
Polpole
3838
Wicklungwinding
3939
4040
Endscheibeend disk
4141
kurze Welleshort wave

Claims (6)

Verfahren zur Umwandlung der Windenergie in elektrische Energie in einem von einem äußeren Wind (5) beaufschlagten Windgenerator, umfassend eine multiple radiale Turbine (13) bestehend aus einem Stator (24) und einem Rotor (11), wobei auf dem Rotor (11) mehrere elementare Turbinen (13) plaziert sind mit mehreren Flügeln (14) zwischen denen sich jeweils ein Abteil (4) als Umwandlungselement (1) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass in jeweiligen Umwandlungselementen (1) auch je zwei benachbarte Flügel (14a, 14b) enthalten sind, auf deren Flächen, wenn vom Wind beaufschlagt, kontinuierlich unterschiedliche Drücke aufrechterhalten werden, indem die Luftmassen in der Nähe der Flügel (14b) befindlich hinten im Bezug auf die Drehrichtung, durch kleine Durchbrüche (16) seitlich außerhalb der Umwandlungselemente (1) und vorn in Bezug auf die Drehrichtung des Flügels (14b) abgeführt werden und so auf diesen jeweiligen Flügel (14b) mit einer Oberfläche (b) keinen oder einen vernachlässigbaren Druck entsteht, während die Luftmassen (5) von außen strömend auf die vorne sich befindlichen Flügel (14a) im Bezug auf die Drehrichtung mit einer Oberfläche (a) einen hohen Druck erzeugt, wobei durch den seitlichen Abfluss der Druckunterschied zusätzlich erhöht wird, wobei die jeweils eine Turbine (13) bildenden Umwandlungselemente (1) eines axialen Bereichs von der jeweils benachbarten Turbine (13) durch Abluftabschnitte (17) belegend einen gesonderten axialen Bereich getrennt sind, so dass die Abluft (6) durch diese Abluftabschnitte (17) abfließt, wobei der Energieabgabeprozeß in jedem Abteil (4) einer Turbine (13) der Reihe nach stattfindet, wenn dieser Abteil (4) vom äußeren Wind (5) beaufschlagt wird und wobei eine kontinuierliche Fortsetzung des Energieumwandlungsprozesses durch die sequentielle Einbeziehung aller Umwandlungselemente (1) einer jeweiligen Turbine (13) stattfindet.Method of converting wind energy into electrical energy in one of an external wind ( 5 ) wind generator comprising a multiple radial turbine ( 13 ) consisting of a stator ( 24 ) and a rotor ( 11 ), whereby on the rotor ( 11 ) several elementary turbines ( 13 ) are placed with several wings ( 14 ) between each of which a compartment ( 4 ) as a conversion element ( 1 ), characterized in that in respective conversion elements ( 1 ) also two adjacent wings ( 14a . 14b ), on the surfaces of which, when acted upon by the wind, continuously maintain different pressures by the masses of air in the vicinity of the wings ( 14b ) located at the rear with respect to the direction of rotation, through small openings ( 16 ) laterally outside the conversion elements ( 1 ) and in front with respect to the direction of rotation of the wing ( 14b ) and so on this respective wing ( 14b ) with a surface (b) no or a negligible pressure arises while the air masses ( 5 ) flowing from the outside to the forward located wings ( 14a ) with respect to the direction of rotation with a surface (a) generates a high pressure, wherein the lateral outflow of the pressure difference is additionally increased, wherein each of a turbine ( 13 ) forming conversion elements ( 1 ) of an axial region of the respective adjacent turbine ( 13 ) by exhaust air sections ( 17 ) occupying a separate axial area are separated, so that the exhaust air ( 6 ) through these exhaust air sections ( 17 ), whereby the energy release process in each compartment ( 4 ) a turbine ( 13 ) takes place in turn when this compartment ( 4 ) from the outside wind ( 5 ) and wherein a continuous continuation of the energy conversion process by the sequential inclusion of all conversion elements ( 1 ) of a respective turbine ( 13 ) takes place. Windgenerator zur Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 1 umfassend eine multiple radiale Turbine (13) bestehend aus dem Stator (24) und einem Rotor (11), wobei auf einer hohlen Zentralwelle (12) des Rotors (11) mehrere Turbinen (13) plaziert sind mit mehreren Flügeln (14) zwischen denen sich jeweils ein Abteil (4) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Abteile (4) durch zwischen zwei benachbarten Flügeln (14a, 14b) angeordnete Endblenden (15) und den Flügeln (14a, 14b) gebildet werden, wobei jeweils eine Teil oder Sektor der Oberfläche der Endblenden (15) kleine Durchbrüche (16) aufweist, welche den Ausgang einer Abluft (6) bilden, wobei zwischen den Turbinen (13) Abluftabschnitte (17) den Fliessweg für die Abführung der Abluft (6) bilden, welche gegen die direkte Einströmung des Windes (5) durch Blenden (18) geschützt sind, welche an beiden Seitenteilen (19, 20) des Stators (24) befestigt sind, während auf einer Leeseite des Stators (24) keine Blenden existieren und ein Abfließen der Abluft (6) durch die Öffnungen (21) möglich ist, wobei ein Stator (22) eines Elektrogenerators (2) in der hohlen Zentralwelle (12) plaziert ist und somit mit den Turbinen rotiert und eine Rotorwelle (23) des Elektrogenerators (2) solidarisch mit der Rotorwelle (23) während des Betriebes unbewegt bleibt, während der eigentliche Stator (22) des Elektrogenerators (2) sich darum dreht.Wind generator for implementing the method according to claim 1 comprising a multiple radial turbine ( 13 ) consisting of the stator ( 24 ) and a rotor ( 11 ), wherein on a hollow central shaft ( 12 ) of the rotor ( 11 ) several turbines ( 13 ) are placed with several wings ( 14 ) between each of which a compartment ( 4 ), characterized in that the compartments ( 4 ) through between two adjacent wings ( 14a . 14b ) arranged end shields ( 15 ) and the wings ( 14a . 14b ) are formed, wherein in each case a part or sector of the surface of the end panels ( 15 ) small breakthroughs ( 16 ), which the output of an exhaust air ( 6 ), whereby between the turbines ( 13 ) Exhaust air sections ( 17 ) the flow path for the removal of the exhaust air ( 6 ), which against the direct influx of wind ( 5 ) by aperture ( 18 ), which on both sides ( 19 . 20 ) of the stator ( 24 ), while on a leeward side of the stator ( 24 ) no diaphragms exist and a discharge of the exhaust air ( 6 ) through the openings ( 21 ) is possible, wherein a stator ( 22 ) of an electric generator ( 2 ) in the hollow central shaft ( 12 ) and thus rotates with the turbines and a rotor shaft ( 23 ) of the electric generator ( 2 ) in solidarity with the rotor shaft ( 23 ) remains stationary during operation, while the actual stator ( 22 ) of the electric generator ( 2 ) turns around it. Windgenerator nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Statorteil (19) mit Flanken (26, 27) für die Leitung der Luftmassen (5) und Abluft (6) etwa trapezförmig gebaut ist und eine zentrale zylindrische Mulde (28) aufweist, die eine Seite der inneren Fläche des Stators (24) bildet, während der Statorteil (20) mit stark abgeflachten Flanken (29, 30) für die Lenkung der Luftmassen (5) und der Abluft (6) ebenfalls etwa trapezförmig gebaut ist und eine kleinere zylindrische Mulde (31) aufweist, die andere Seite der inneren Fläche des Stators (24) bildet, wobei diese Gestaltung eine Zuteilung der Luftströme (3) nur auf etwas weniger als die Hälfte der Fläche einer Turbine (13) ermöglicht.Wind generator according to claim 2, characterized in that the stator part ( 19 ) with flanks ( 26 . 27 ) for the management of the air masses ( 5 ) and exhaust air ( 6 ) is constructed approximately trapezoidal and a central cylindrical trough ( 28 ) having one side of the inner surface of the stator ( 24 ), while the stator part ( 20 ) with strongly flattened flanks ( 29 . 30 ) for the steering of the air masses ( 5 ) and the exhaust air ( 6 ) is also constructed approximately trapezoidal and a smaller cylindrical trough ( 31 ), the other side of the inner surface of the stator ( 24 ), this design being an allocation of the air streams ( 3 ) only to slightly less than half the area of a turbine ( 13 ). Windgenerator nach einem der Ansprüche 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der eigentliche Stator (22) des Elektrogenerators (2) aus dem zylindrischen Gehäuse (32), worauf die Permanentmagnete (33) plaziert sind und aus den Seitenteilen (34, 35) worin die Kugellager (9, 36) stecken, besteht, während der eigentliche Rotor (25) gebaut aus einer Anzahl von E-Blechen aufgepreßt auf der Rotorwelle (23) in den Kugellagern (9, 36) gehalten wird, wobei die Anzahl „p” von Polen (37) des eigentlichen Rotors (25) gleich mit der Anzahl der Permanentmagnete (33) ist, wobei deren magnetischen Pole alternierend N/S nebeneinander angereiht sind, dergestalt, dass die magnetischen Feldlinien sich zwischen je 2 benachbarten Permanentmagneten (33) durch den gerade darunter befindlichen 2 Polen (37) des eigentlichen Rotors (25) sich schließen und während der Drehung je eine elektrische Spannung in jeweilige Wicklungen (38) induziert wird, wobei diese Wicklungen so in Reihe geschaltet sind, dass die einzelnen induzierten Spannungen sich addieren und eine große Ausgangsspannung „u~” des Generators anbieten.Wind generator according to one of claims 2 or 3, characterized in that the actual stator ( 22 ) of the electric generator ( 2 ) from the cylindrical housing ( 32 ), whereupon the permanent magnets ( 33 ) and from the side parts ( 34 . 35 ) in which the ball bearings ( 9 . 36 ), while the actual rotor ( 25 ) built from a number of E sheets pressed on the rotor shaft ( 23 ) in the ball bearings ( 9 . 36 ), where the number "p" of Poland ( 37 ) of the actual rotor ( 25 ) equal to the number of permanent magnets ( 33 ), with their magnetic poles alternately N / S lined up next to each other, such that the magnetic field lines are between each 2 adjacent permanent magnets ( 33 ) through the 2 poles just below ( 37 ) of the actual rotor ( 25 ) and during the rotation each electrical voltage in respective windings ( 38 ) is induced, these windings are connected in series so that the individual induced voltages add up and offer a large output voltage "u ~" of the generator. Windgenerator nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsspannung „u~” des Elektrogenerators (2) zu einer Gleichrichterbrücke „GB” geführt wird, welche zusammen mit dem im parallel dazu geschalteten Kondensator „C” die nach außen abgeführte Gleichspannung „u=” des Elektrogenerators verfügbar macht, wobei diese Spannung in Größe und Art ähnlich verwendbar ist, wie die eines handelsüblichen photovoltaischen Solarmoduls.Wind generator according to one of claims 2 to 4, characterized in that the output voltage "u ~" of the electric generator ( 2 ) is led to a rectifier bridge "GB", which makes available together with the parallel connected capacitor "C" the externally dissipated DC voltage "u =" of the electric generator, this voltage is similar in size and type, as one of commercially available photovoltaic solar module. Windgenerator nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Stator 24 als auch der Rotor 11 aus leichtem Blech in selbstragender Bauweise hergestellt sind, mit nur wenigen Verstrebungen und Verbindungselementen – ohne Darstellung in den Figuren –, wobei der untere Teil des Rotors 11 solidarisch mit einer Endscheibe 40 – ohne Darstellung in den Figuren –, den Kugellager 10 hält, und dreht sich darauf – ohne Darstellung in den Figuren – während die kurze Welle 41 – ohne Darstellung in den Figuren –, die im der Bohrung des Kugellagers 10 steckt, an dem Endblech 8, welches die zwei Statorteile 19, 20 unten miteinander verbindet (ähnlich wie das Endblech 7 oben), unbeweglich befestigt ist.Wind generator according to one of claims 2 to 5, characterized in that both the stator 24 as well as the rotor 11 are made of lightweight sheet in self-supporting construction, with only a few struts and fasteners - without representation in the figures -, wherein the lower part of the rotor 11 in solidarity with an end disk 40 - without representation in the figures -, the ball bearing 10 stops, and turns on it - without representation in the figures - during the short wave 41 - Without representation in the figures -, in the bore of the ball bearing 10 stuck, on the end plate 8th which is the two stator parts 19 . 20 connects below (similar to the end plate 7 above), immovably fixed.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013004491U1 (en) * 2012-05-31 2013-07-01 Klaus Gerhard Wind power machine with full lee u. reinforced windward assistance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014011417A1 (en) 2014-07-31 2016-02-04 Johann-Marius Milosiu Improved process and wind turbine with multiple turbine

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