DE102013101977A1

DE102013101977A1 - Wind power turbine system has V-shaped wind distributor aligned parallel to rotor axis, which is provided with wind passage that is opened below predetermined wind speed and closed above predetermined wind speed

Info

Publication number: DE102013101977A1
Application number: DE201310101977
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2014-08-28

Abstract

The turbine system has two radial-flow turbines (1,2) each having a rotor which is rotatable about a vertical axis and comprises turbine blades. The turbine blades are aligned parallel to the rotor axis. A V-shaped wind distributor (3) aligned parallel to the rotor axis, is capable of shadowing the radial turbines. The V-shaped wind distributor is provided with a wind passage that is opened below a predetermined wind speed and closed above the predetermined wind speed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Turbinensystem für Windkraft mit zwei Radialturbinen (1, 2), die einen um eine vertikale Achse drehbaren Rotor aufweisen, welcher einen oder mehrere Turbinenflügel (25) umfasst, wobei die Turbinenflügel (25) parallel zur Rotorachse ausgerichtet sind, wobei ein V-förmiger und parallel zu den Rotorachsen ausgerichteter Windverteiler (3, 305) vorgesehen ist. The invention relates to a turbine system for wind power with two radial turbines (US Pat. 1 . 2 ) having a rotor rotatable about a vertical axis, which has one or more turbine blades ( 25 ), wherein the turbine blades ( 25 ) are aligned parallel to the rotor axis, wherein a V-shaped and aligned parallel to the rotor axes wind distributor ( 3 . 305 ) is provided.

Stand der Technik State of the art

Ein Turbinensystem der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung WO 2012/038 043 A2 des Anmelders bekannt. Das Turbinensystem dreht sich selbsttätig und ohne externen Antrieb bereits bei Windgeschwindigkeiten ab 1 m/s in die Windrichtung. A turbine system of the type mentioned is, for example, from the international patent application WO 2012/038 043 A2 known to the applicant. The turbine system turns automatically and without external drive already at wind speeds from 1 m / s in the wind direction.

Hier werden zur Effizienzverstärkung zwei Turbinen-Leitblech-Systeme als Windverteiler-System spiegelbildlich zusammengeführt, so dass zum Beispiel bei senkrechter Drehachse und Blick in die Hauptwindrichtung das linke Leitblech den Wind zur linken Turbine und das rechte Leitblech den Wind zu rechten Turbine ableitet. Dabei können nach diesem Dokument die Leitbleche zu einem geschlossenen Windführungssystem, dem Windverteiler, in Form einer „Nase“ mit abgerundeten „Nasenrücken“ als Verbindung der beiden Leitbleche vorteilhaft ausgebildet sein. Dadurch wird ein V-förmiger Windverteiler erhalten. Here, two turbine baffle systems are combined as a wind distribution system mirror image, so that, for example, with vertical axis and view in the main wind direction, the left baffle the wind to the left turbine and the right baffle derives the wind to right turbine. In this case, according to this document, the baffles can be advantageously designed to form a closed wind guiding system, the wind distributor, in the form of a "nose" with a rounded "nose bridge" as the connection between the two baffles. As a result, a V-shaped wind distributor is obtained.

Weiterhin wird in dem Dokument vorgeschlagen, dass der Abstand des V-förmigen Windverteilers zu den Turbinen variabel und verstellbar ist, um für alle Windverhältnisse optimale Betriebsbedingungen zu erreichen. Der V-förmige Windverteiler wird je nach Windgeschwindigkeit in die optimale Stellung, bezogen auf Abstand und Neigung zu den Turbinenblättern und der Turbinenachse, gebracht. Furthermore, it is proposed in the document that the distance of the V-shaped wind distributor to the turbines is variable and adjustable in order to achieve optimum operating conditions for all wind conditions. Depending on the wind speed, the V-shaped wind distributor is brought into the optimum position in relation to distance and inclination to the turbine blades and the turbine axle.

Nähere Einzelheiten zu der Verstellbarkeit des V-förmigen Windverteilers sind hier allerdings nicht offenbart. Further details on the adjustability of the V-shaped wind distributor are not disclosed here.

Ein Vorteil der Savonius-Turbinen ist deren Robustheit, so dass sie auch hohen Windgeschwindigkeiten standhalten können. Die Turbinen rotieren dann sehr schnell, ohne zerstört zu werden. Aber die angeschlossenen Generatoren sind für solche hohen Drehzahlen nicht ausgelegt. An advantage of the Savonius turbines is their robustness, so that they can withstand high wind speeds. The turbines then rotate very fast without being destroyed. But the connected generators are not designed for such high speeds.

Eine Drehzahlbegrenzung ist daher notwendig. Nahe liegend ist es daher, bei zu hohen Windgeschwindigkeiten die Turbinen abzuschalten oder Bremsen einzusetzen, die nach dem Reibungsprinzip arbeiten. Ein Nachteil liegt jedoch in dem Verlust der Windenergie, die entweder überhaupt nicht mehr nutzbar ist oder zum Teil nutzlos in Reibungswärme umgewandelt wird. A speed limitation is therefore necessary. It is therefore obvious to switch off the turbines at high wind speeds or to use brakes that operate on the friction principle. However, a disadvantage lies in the loss of wind energy, which is either no longer usable at all or partly uselessly converted into frictional heat.

Beim Turbinensystem der eingangs genannten Art tritt ein weiteres Problem auf. Bei niedrigen Windgeschwindigkeiten strömt der Wind am Windverteiler und an den Turbinen vorbei und um die Turbinen herum wieder zurück (Magnus-Effekt). Dadurch wird der Wirkungsgrad bei niedrigen Windgeschwindigkeiten verringert. Bei hohen Windgeschwindigkeiten tritt dieser Effekt nicht auf. Hier reißt die Windströmung an den Rotoren ab und wird nicht nach innen und zurück umgelenkt. In the turbine system of the type mentioned above, another problem occurs. At low wind speeds, the wind flows past the wind distributor and turbines and back around the turbines (Magnus effect). This reduces the efficiency at low wind speeds. At high wind speeds, this effect does not occur. Here, the wind flow breaks off the rotors and is not deflected inwards and backwards.

Aufgabe und Lösung der Erfindung Task and solution of the invention

Aufgabe der Erfindung: Ausgehend von dem bekannten Turbinensystem stellte sich das Problem, einen Schutz der Generatoren vor zu hohen Drehzahlen bei hohen Windgeschwindigkeiten zu erreichen, ohne dass die geerntete Windenergie nutzlos in Wärme umgewandelt wird. Zudem soll der Nachteil der Reibungsbremsen vermieden werden, dass die verschlissenen Bremsbeläge ausgetauscht werden müssen. Schließlich soll das Bremssystem bei stürmischen Windverhältnissen auf keinen Fall ausfallen, wie es bei hydraulischen oder Reibungs-Bremsen der Fall sein kann. OBJECT OF THE INVENTION: Starting from the known turbine system, the problem arose to achieve protection of the generators from excessive speeds at high wind speeds without the harvested wind energy being uselessly converted into heat. In addition, the disadvantage of the friction brakes should be avoided, that the worn brake pads must be replaced. Finally, the brake system should not fail in stormy wind conditions, as it may be the case with hydraulic or friction brakes.

Außerdem und vor allem soll der oben beschriebene Effekt bei niedrigen Windgeschwindigkeiten vermieden werden, dass die Windströmung nicht abreißt, sondern nach innen und zurück umgelenkt wird und somit den Wirkungsgrad vermindert. In addition, and above all, the effect described above should be avoided at low wind speeds, that the wind flow does not break off, but is deflected inwards and backwards and thus reduces the efficiency.

Diese Aufgabe wird bei einem Turbinensystem für Windkraft mit zwei Radialturbinen und einem veränderlichen nasenförmigen Windverteiler der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der V-förmige Windverteiler (3, 305) einen unterhalb einer vorgegebenen Windgeschwindigkeit geöffneten und oberhalb der vorgegebenen Windgeschwindigkeit geschlossenen Winddurchlass aufweist. This object is achieved in a turbine system for wind power with two radial turbines and a variable nose-shaped wind distributor of the type mentioned in the present invention that the V-shaped wind distributor ( 3 . 305 ) has a below a predetermined wind speed and closed above the predetermined wind speed wind passage.

Insbesondere weist der V-förmige Windverteiler (3, 305) zwei Flügel auf, zwischen denen der Winddurchlass angeordnet ist. In particular, the V-shaped wind distributor ( 3 . 305 ) Two wings, between which the wind outlet is arranged.

Vorgeschlagen wird außerdem, dass ein Spalt zwischen den Flügeln vorgesehen ist und dass der Spalt unterhalb der vorgegebenen Windgeschwindigkeit geöffnet und oberhalb der vorgegebenen Windgeschwindigkeit geschlossen ist. It is also proposed that a gap between the wings is provided and that the gap is opened below the predetermined wind speed and closed above the predetermined wind speed.

Bei niedrigen Windgeschwindigkeiten wird zwar der Hauptteil der Windströmung auf die Turbinen geleitet, aber ein Teil der Strömung fließt zwischen den beiden zwillingsartig nebeneinander angeordneten Radialturbinen vorbei und sorgt für den Abriss des auf die Turbinen gerichteten Strömungsanteils. Eine nachteilige Rückströmung wird auf diese Weise vermieden. Andererseits, wenn die Windgeschwindigkeit zunimmt, schließt sich dieser Winddurchlass und die gesamte Windströmung wird auf die Radialturbinen gerichtet. Wegen der hohen Windgeschwindigkeit tritt dann keine Rückströmung auf, sondern die Strömung reißt problemlos an den Radialturbinen ab. Diese Anordnung wurde in einer Vielzahl von praktischen Tests geprüft. Dabei stellte sich heraus, dass bis zu 70 % der einfallenden Windenergie in kinetische Energie umgesetzt werden kann. At low wind speeds, although the main part of the wind flow is directed to the turbines, but a portion of the flow passes between the two twin radial turbines next to each other and ensures for the Outline of the flow rate directed at the turbines. An adverse backflow is avoided in this way. On the other hand, as the wind speed increases, this wind passage closes and the entire wind flow is directed towards the radial turbines. Because of the high wind speed then no backflow occurs, but the flow tears easily at the radial turbines. This arrangement has been tested in a variety of practical tests. It turned out that up to 70% of the incident wind energy can be converted into kinetic energy.

Der Winddurchlass selber kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Wichtig ist nur, dass der Spalt bei niedrigen Windgeschwindigkeiten geöffnet und bei hohen Windgeschwindigkeiten, also oberhalb einer vorgegebenen Windgeschwindigkeit geschlossen ist. The wind passage itself can be configured differently. The important thing is that the gap is opened at low wind speeds and closed at high wind speeds, ie above a given wind speed.

Eine reibungsfreie Bremseinrichtung wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass zur Regulierung und Abbremsung der Turbinendrehzahl bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten die vom Windverteiler (3, 305) abgeschattete Fläche der Radialturbinen (1, 2) veränderbar ist. Ein veränderlicher Anteil der wirksamen Fläche der Radialturbinen soll also im „Windschatten“ des Windverteilers liegen. A friction-free braking device is preferably achieved in that for regulating and decelerating the turbine speed at different wind speeds from the wind distributor ( 3 . 305 ) shaded area of the radial turbines ( 1 . 2 ) is changeable. A variable proportion of the effective area of the radial turbines should thus lie in the "slipstream" of the wind distributor.

Erfindungsgemäß erfüllt der Windverteiler mindestens drei Funktionen. Bei starkem Wind führt er die gesamte Windenergie auf die Rotoren der beiden Turbinen. Bei schwachem Wind ermöglicht er eine Windströmung zwischen den Rotoren hindurch, um künstlich einen Abriss der Windströmung von den Rotoren zu erreichen. Drittens dient der Windverteiler als eine reibungsfreie Bremseinheit, wenn er die Radialturbinen ausreichend stark und insbesondere vollständig abschattet. According to the invention, the wind distributor fulfills at least three functions. In strong winds, he leads the entire wind energy on the rotors of the two turbines. In low winds, it allows wind to flow between the rotors to artificially break the wind flow from the rotors. Third, the wind distributor serves as a friction-free brake unit if it sufficiently shaded the radial turbines and in particular completely.

Erfindungsgemäß kann der Windverteiler für unterschiedliche Windgeschwindigkeiten verstellt werden, um für alle Windverhältnisse optimale Betriebsbedingungen zu erreichen. Dabei ist das Turbinensystem auch bei niedrigen Windgeschwindigkeiten selbststartend, die Schnelllaufzahl (englisch: tip speed ratio = TSR) möglichst hoch und vorzugsweise größer als 3, auch bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten. Der Wirkungsgrad ist ebenfalls sehr hoch. According to the invention, the wind distributor can be adjusted for different wind speeds in order to achieve optimum operating conditions for all wind conditions. The turbine system is self-starting even at low wind speeds, the tip speed ratio (TSR) as high as possible, and preferably greater than 3, even at different wind speeds. The efficiency is also very high.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zwei nebeneinander und parallel ausgerichteten Radialturbinen (1, 2) miteinander verbunden und um eine Schwenkachse (15) parallel zu den Turbinenachsen (18) verschwenkbar sind, wobei die Schwenkachse und der V-förmige Windverteiler (3) außerhalb der Verbindungslinie der Turbinenachsen und beide auf der gleichen Seite der Verbindungslinie liegen. Dadurch kann sich das erfindungsgemäße System, welches auf einem Mast gelagert ist, eigenständig in den Wind drehen und somit immer optimal vom Wind angeströmt werden. Das „In den Wind drehen“ ist bei mehreren konkreten Modellen im freien Wind nachgewiesen worden. Furthermore, it is proposed that the two radial turbines arranged side by side and in parallel ( 1 . 2 ) connected to each other and about a pivot axis ( 15 ) parallel to the turbine axes ( 18 ) are pivotable, wherein the pivot axis and the V-shaped wind distributor ( 3 ) lie outside the connecting line of the turbine axes and both on the same side of the connecting line. As a result, the system according to the invention, which is mounted on a mast, independently turn into the wind and thus always be optimally flowed by the wind. The "turning into the wind" has been proven in several concrete models in the open wind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt. Further advantageous embodiments of the invention are set forth in the subclaims.

Ausführungsbeispiele embodiments

Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläutert. In the following, several embodiments of the invention will be described in more detail with reference to drawings. In all drawings, like reference numerals have the same meaning and therefore may be explained only once.

Es zeigen Show it

1 eine perspektivische Darstellung der Windkraftanlage mit zwei Radialturbinen nach dem Stand der Technik der WO 2012/038 043 A2 des Anmelders, 1 a perspective view of the wind turbine with two radial turbines according to the prior art of WO 2012/038 043 A2 the applicant,

2 die konstruktiven Details eines Ausführungsbeispiels nach der WO 2012/038 043 A2 als Rohrmast-Aufhängungssystem in einer Ansicht von der Seite entsprechend A-A in 3, 2 the constructive details of an embodiment of the WO 2012/038 043 A2 as a pipe mast suspension system in a view from the side corresponding to AA in 3 .

3 eine Aufsicht auf die Windkraftanlage nach 2, 3 a view of the wind turbine after 2 .

4 den Fadentest, 4 the thread test,

5 und 6 eine weiter verbesserte Windkraftanlage nach der WO 2012/038 043 A2 in verschiedenen perspektivischen Ansichten, 5 and 6 a further improved wind turbine after the WO 2012/038 043 A2 in different perspective views,

7 eine Gittermastkonstruktion nach der WO 2012/038 043 A2 , die als Gerüst für das spezielle Akkumulatoren- und Turbinen-Aufhängungssystem genutzt wird und/oder werden kann, 7 a lattice mast construction after the WO 2012/038 043 A2 which is and / or can be used as the framework for the particular accumulator and turbine suspension system,

8 den Schnitt A-A nach 7, 8th the section AA after 7 .

9 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Turbinensystem bei entferntem oberen Abschlussblech in einer Stellung des Windverteilers für niedrige Windgeschwindigkeiten, 9 a top view of the turbine system according to the invention with the upper end plate in a position of the wind distributor for low wind speeds,

10 eine Ansicht entsprechend 9, aber für höhere Windgeschwindigkeiten, etwa ab 6 bis 7 m/s, 10 a view accordingly 9 but for higher wind speeds, from 6 to 7 m / s,

11 eine Ansicht entsprechend 9 und 10, aber mit einer Einstellung des Windverteilers für sehr hohe Windgeschwindigkeiten und Sturm, 11 a view accordingly 9 and 10 but with a setting of the wind distributor for very high wind speeds and storm,

12 eine Darstellung entsprechend 10, aber mit dem unteren Abschlussblech, 12 a representation accordingly 10 but with the lower end plate,

13 eine schematische Darstellung einer Ansicht von der Seite auf eine Savonius-Turbine nach dem Stand der Technik, 13 a schematic representation of a view from the side of a Savonius turbine according to the prior art,

14 eine Darstellung entsprechend 13, aber für das erfindungsgemäße Turbinensystem, 14 a representation accordingly 13 but for the turbine system according to the invention,

15 eine Darstellung entsprechend den 9 bis 11, aber mit einer anderen, verbesserten Ausführung des Windverteilers, hier in einer Einstellung für hohe Windgeschwindigkeiten, 15 a representation according to the 9 to 11 but with another, improved version of the wind distributor, here in a setting for high wind speeds,

16 eine Darstellung entsprechend 15, aber mit einer Einstellung des Windverteilers für niedrige Windgeschwindigkeiten und 16 a representation accordingly 15 but with a setting of the wind distributor for low wind speeds and

17 eine Darstellung entsprechend den 15 und 16, aber mit einer Einstellung des Windverteilers als reibungsfreies Bremssystem. 17 a representation according to the 15 and 16 but with a setting of the wind distributor as a frictionless braking system.

1 zeigt eine perspektivische Darstellung der Windkraftanlage mit zwei Radialturbinen 1, 2 und einem V-förmigen Windverteiler 3, wobei Radialturbinen und Windverteiler als Ganzes um eine vertikale Achse drehbar (schwenkbar) an einem Stahlmast 5 oder einem anderen Fundament 6 angebracht sind. 1 shows a perspective view of the wind turbine with two radial turbines 1 . 2 and a V-shaped wind distributor 3 in which radial turbines and wind distributors are rotatable as a whole about a vertical axis (pivotable) on a steel mast 5 or another foundation 6 are attached.

Vorzugsweise ist der Abstand des V-förmigen Windverteilers zu den Turbinen variabel und verstellbar, um für alle Windverhältnisse optimale Betriebsbedingungen zu erreichen. Preferably, the distance of the V-shaped wind distributor to the turbines is variable and adjustable in order to achieve optimum operating conditions for all wind conditions.

Der V-förmige Windverteiler wird je nach Windgeschwindigkeit in die optimale Stellung, bezogen auf Abstand und Neigung zu den Turbinenblättern und der Turbinenachse, gebracht. Depending on the wind speed, the V-shaped wind distributor is brought into the optimum position in relation to distance and inclination to the turbine blades and the turbine axle.

Bei einer Gesamthöhe von 20 m beträgt die Höhe der Turbinen 10 m. Die Turbinen haben einen Durchmesser von 1 m. Die erwartete Kapazität bei einem Küstenstandort, wo die Windkraftanlage den zirkulierenden Küstenwind auffängt, beträgt ca. 21700 kWh, jährlich gemittelt mit einem Wirkungsgrad von 38 %. At a total height of 20 m, the height of the turbines is 10 m. The turbines have a diameter of 1 m. The expected capacity at a coastal location, where the wind turbine captures the circulating coastal wind, is approximately 21700 kWh, averaged annually with 38% efficiency.

2 zeigt die konstruktiven Details eines Ausführungsbeispiels als Rohrmast-Aufhängungssystem in einer Ansicht von der Seite entsprechend A-A in 3. An dem 20 m hohen Stahlmast 5 sind drei Trägerplatten 7, 8, 9 mittels Lager 10, 11, 12, 13, 14 drehbar um die Längsachse 15 des Stahlmastes 5 angebracht. Die untere Trägerplatte 7 hat drei Drehlager 10 am Stahlmast 5 und zwei Turbinenlager 16, 17 an der Turbinenachse 18. Die mittlere Trägerplatte 8 hat drei Drehlager 12 und zwei Turbinenlager 19, 20 und die obere Trägerplatte 9 hat drei Drehlager 14 und zwei Turbinenlager 21, 22. Die Turbinenlager 17, 20 und 22 sind in 2 nicht dargestellt und gehören zur anderen Turbine. 2 shows the structural details of an embodiment as a pipe mast suspension system in a view from the side corresponding to AA in 3 , At the 20 m high steel mast 5 are three support plates 7 . 8th . 9 by means of bearings 10 . 11 . 12 . 13 . 14 rotatable about the longitudinal axis 15 of the steel mast 5 appropriate. The lower support plate 7 has three pivot bearings 10 on the steel mast 5 and two turbine bearings 16 . 17 at the turbine axis 18 , The middle carrier plate 8th has three pivot bearings 12 and two turbine bearings 19 . 20 and the upper support plate 9 has three pivot bearings 14 and two turbine bearings 21 . 22 , The turbine bearings 17 . 20 and 22 are in 2 not shown and belong to the other turbine.

Die Drehlager 10, 11 einerseits und 13, 14 andererseits sind durch einen Distanzkragen 23, 24 auf Abstand gehalten. Der Distanzkragen ist ausgebildet als Hohlrohr. The pivot bearings 10 . 11 on the one hand and 13 . 14 on the other hand are by a distance collar 23 . 24 kept at a distance. The spacer collar is formed as a hollow tube.

3 zeigt schließlich eine Aufsicht auf die Windkraftanlagen. Erkennbar sind die Turbinenschaufeln 25. Eingezeichnet ist mit einem Pfeil auch die Windrichtung, wenn sich die Windkraftanlage erfindungsgemäß in den Wind gedreht hat, so dass die Spitze des V-förmigen Windverteilers 3 dem Wind entgegen zeigt. 3 finally shows a view of the wind turbines. Visible are the turbine blades 25 , Also marked with an arrow, the wind direction when the wind turbine has rotated according to the invention in the wind, so that the tip of the V-shaped wind distributor 3 facing the wind.

Mit der Anlage wurde ein so genannter Fadentest durchgeführt (4). Wind 28 bis 6 m/s blies gegen die Anlage. Das Verhältnis von der Umfangsgeschwindigkeit der Turbine zum Wind war bis zu 3:1. In 4 ist der Abriss der Fadenrichtung (unten im Bild) deutlich erkennbar. Die Anlage kann Energie aus der Druckdifferenz oder der potentiellen Energie des Windes extrahieren, nicht bloß aus der kinetischen Energie der bewegten Luft. With the plant a so-called thread test was carried out ( 4 ). wind 28 up to 6 m / s blew against the plant. The ratio of the peripheral speed of the turbine to the wind was up to 3: 1. In 4 is the demolition of the thread direction (bottom of the picture) clearly visible. The plant can extract energy from the pressure difference or the potential energy of the wind, not just from the kinetic energy of the moving air.

Die Bedeutung der Bezugszahlen in 4 geht aus der Bezugszeichenliste hervor. The meaning of the reference numbers in 4 is apparent from the list of reference numerals.

Ein Nebeneffekt ist der Pingpong-Ball, der in einem schrägen Luftstrahl „hängt“: Durch den Coanda-Effekt löst die Strömung des Luftstrahles nicht vom Ball ab, sondern umrundet ihn (fast) völlig ohne Ablösung. Da der Ball leicht unterhalb des Zentrums des Luftstrahles hängt, erfolgt die Umströmung nicht symmetrisch. Es wird mehr Luft nach unten abgelenkt, da an der Unterseite des Balles die Strömungsgeschwindigkeit und der Strahlquerschnitt gegenüber der Oberseite geringer sind. Als Reaktion erfährt der Ball eine Kraft nach oben. Dies erfolgt in Überlagerung mit dem Magnus-Effekt (der Ball dreht sich). Beide Effekte, jeder für sich, lassen den Ball nicht nach unten fallen, sondern nur an der Unterseite des Luftstrahles entlang-„rutschen“. Der Widerstand, den der Ball der Strömung entgegensetzt, hält ihn auf Distanz zur Düse und die Schwerkraft verhindert, dass er einfach weggeblasen wird. So kann der Ball in einer mehr oder weniger stabilen Position schweben. A side effect is the ping-pong ball, which "hangs" in an oblique air jet: The Coanda effect does not dissipate the flow of the air jet from the ball, but orbits it (almost) completely without detachment. Since the ball hangs slightly below the center of the air jet, the flow around is not symmetrical. More air is deflected downwards because the flow velocity and the beam cross-section are lower at the bottom of the ball. In response, the ball experiences a force upward. This is done in superposition with the Magnus effect (the ball is spinning). Both effects, each for themselves, do not let the ball fall down, but only "slide" along the underside of the jet of air. The resistance of the ball to the flow keeps it away from the nozzle and gravity prevents it from being blown away. This allows the ball to float in a more or less stable position.

Die 5 und 6 zeigen eine weiter verbesserte Windkraftanlage in verschiedenen perspektivischen Ansichten. Der praktische Betrieb hat gezeigt, dass die Windkraftanlage praktisch geräuschlos und sehr vibrationsarm arbeitet. Etwaige Druckschwingungen liegen im unhörbaren Bereich unterhalb von 20 Hz. Der leichte und gut gewuchtete Aufbau der rotierenden Teile sorgt für die beobachtete Vibrationsarmut. Dadurch ist diese Windkraftanlage hervorragend im urbanen Bereich an und/oder auf Gebäuden einsetzbar. The 5 and 6 show a further improved wind turbine in various perspective views. The practical operation has shown that the wind turbine works virtually noiseless and very low vibration. Any pressure oscillations are in the inaudible range below 20 Hz. The light and well-balanced structure of the rotating parts ensures the observed low vibration. As a result, this wind turbine is ideal for use in urban areas and / or on buildings.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird oberhalb der Drehverbindung, die auf einem feststehenden Mast befestigt ist, eine Gittermastkonstruktion vorgesehen, die als Gerüst für das spezielle Akkumulatoren- und Turbinen-Aufhängungssystem genutzt wird und/oder werden kann (vgl. 7 und Schnitt A-A als 8). Der Hohlraum innerhalb des Gittermastes bietet genügend Platz für die sichere Aufstellung/Befestigung von Akkumulatoren und der Ladesteuerung; gleichzeitig können die Kabellängen zum Generator kurz gehalten werden, um Ohm’sche Verluste gering zu halten. In another embodiment, above the rotary joint, which on a Fixed mast is fixed, a lattice mast construction provided, which is used as a framework for the special accumulator and turbine suspension system and / or can (see. 7 and cut AA as 8th ). The cavity inside the lattice mast provides enough space for the safe installation / attachment of accumulators and the charging control; At the same time, the cable lengths to the generator can be kept short in order to minimize ohmic losses.

Da der Turm im unteren Bereich unterhalb der Drehverbindung aus Stahlrohr hergestellt ist, bildet er einen Hohlraum, der dazu genutzt werden kann, hochsensible Technik sicher zu installieren, da auch eine Belüftung und/oder Heizung und/oder geeignete Klimatisierung (air conditioning), besonders bezüglich der Luftfeuchtigkeit, vorgesehen sein kann. As the tower is made of tubular steel in the lower area below the swivel joint, it forms a cavity that can be used to safely install highly sensitive technology, as well as ventilation and / or heating and / or suitable air conditioning, especially with regard to the humidity, can be provided.

Das Fundament kann in seiner Ausführung als weiterer Energiespeicher oder als Wasserreservoir oder als Ölspeicher genutzt und als solcher konzipiert werden. Im Fundament können Wärmepumpen (heat pumps with heat pipes) integriert werden. The foundation can be used in its execution as a further energy storage or as a water reservoir or as an oil reservoir and designed as such. In the foundation, heat pumps (heat pumps with heat pipes) can be integrated.

Im Folgenden werden die erfindungsgemäßen Verbesserungen des Turbinensystems anhand der 9 bis 14 näher erläutert. In the following, the improvements of the turbine system according to the invention will be described with reference to FIGS 9 to 14 explained in more detail.

Die Darstellung nach 9, nämlich die Draufsicht auf das Turbinensystem mit abgenommenem oberen Abschlussblech und in schematischer Darstellung zeigt die beiden Radialturbinen 1, 2, die hier im konkreten Beispiel einen Abstand von 3,0 m haben und über ein Grundgerüst 310 (Gittermast) miteinander und mit dem Stahlmast 5 sowie dem Windverteiler verbunden sind. Der Stahlmast 5 ist unterhalb des Gittermastes 310 angeordnet und beeinflusst und stört daher nicht die Windströmung im Bereich der Turbinen. Der Windverteiler weist zwei Flügel 306, 307 auf, die über eine Blattfeder 313 miteinander und mit dem Grundgerüst 310 verbunden sind, so dass der Winkel zwischen den Flügeln 306, 307 veränderbar ist. Diese Veränderung wird durch zwei Hydraulikzylinder 308, 309 ermöglicht, welche einerseits am Grundgerüst 310 und andererseits am jeweiligen Flügel 306, 307 befestigt sind. Zusätzlich können die Hydraulikzylinder 308, 309 die effektive Fläche der Flügel 306, 307 verändern, wie nachfolgend beschrieben ist. The representation after 9 , The top view of the turbine system with removed top end plate and in a schematic representation shows the two radial turbines 1 . 2 who have a distance of 3.0 m here in the concrete example and a basic framework 310 (Lattice mast) with each other and with the steel mast 5 and the wind distributor are connected. The steel mast 5 is below the lattice mast 310 therefore does not disturb and disturb the wind flow around the turbines. The wind distributor has two wings 306 . 307 on that over a leaf spring 313 with each other and with the skeleton 310 are connected so that the angle between the wings 306 . 307 is changeable. This change is made by two hydraulic cylinders 308 . 309 allows, on the one hand, the skeleton 310 and on the other hand on the respective wing 306 . 307 are attached. In addition, the hydraulic cylinders 308 . 309 the effective area of the wings 306 . 307 change, as described below.

Der Spalt zwischen den Flügeln 306, 307 ist veränderbar entsprechend dem Anspruch 3. The gap between the wings 306 . 307 is changeable according to claim 3.

Die Flügel 306 und 307 bestehen aus zwei Aluminiumplatten 314, 315, die über eine Schienenanordnung 318 nach dem Nut- und Federprinzip gegeneinander verschiebbar sind, um die effektive Fläche der Flügel 306 bzw. 307 zu verändern. The wings 306 and 307 consist of two aluminum plates 314 . 315 that have a rail arrangement 318 according to the tongue and groove principle are mutually displaceable to the effective area of the wings 306 respectively. 307 to change.

Die Hydraulikzylinder 308, 309 werden über jeweils einen Stellmotor 319 betätigt, der auf der Befestigungsachse des Hydraulikzylinders bezüglich des Grundgerüstes angebracht ist. The hydraulic cylinders 308 . 309 are each about a servomotor 319 operated, which is mounted on the mounting axis of the hydraulic cylinder with respect to the skeleton.

Im Beispiel A entsprechend 9 sind die Flügel 306, 307 auf einen Wind mit einer Geschwindigkeit von weniger als 5 bis 6 m/s ausgelegt. Der Abstand a zwischen dem äußeren Ende der Flügel des Windverteilers und dem äußeren Umfang der Radialturbinen ist kleiner als 30 mm. Damit wird dieser schwache Wind optimal ausgenutzt. In Example A accordingly 9 are the wings 306 . 307 designed for a wind at a speed of less than 5 to 6 m / s. The distance a between the outer end of the blades of the wind distributor and the outer circumference of the radial turbines is less than 30 mm. This optimally exploits this weak wind.

10 zeigt eine entsprechende Anordnung wie 9 für das Beispiel B mit einer Windgeschwindigkeit von mehr als 6 bis 7 m/s. Hier ist der Winkel zwischen den Flügeln 306, 307 auf ein Minimum verkleinert und der Abstand der Flügel zu den Radialturbinen ist deutlich größer, nämlich 90 mm. 10 shows a corresponding arrangement as 9 for the example B with a wind speed of more than 6 to 7 m / s. Here is the angle between the wings 306 . 307 minimized to a minimum and the distance of the wings to the radial turbines is significantly larger, namely 90 mm.

Im Beispiel C nach 11 sind die Flügel zu ihrer größtmöglichen Fläche ausgefahren und der Abstand a beträgt hier 60 mm. Diese Anordnung ist für besonders starken Wind oder Sturm geeignet. In example C after 11 the wings are extended to their largest possible area and the distance a is here 60 mm. This arrangement is suitable for particularly strong wind or storm.

Das Turbinensystem kann auf diese Weise eingestellt werden. Diese Justierung wirkt wie eine reibungsfreie Bremse des Generators, und zwar für jede Windgeschwindigkeit und auch für Sturm. The turbine system can be adjusted in this way. This adjustment acts like a friction-free brake of the generator, for every wind speed and also for storm.

12 zeigt eine Ansicht entsprechend 10, aber mit dem unteren Abschlussblech 311, welches zur Windseite hin eine Abkantung 312 hat. Wie auch in den anderen Figuren haben die beiden Radialturbinen 1 und 2 einen Durchmesser von 1,5 m. In Feldversuchen wurde herausgefunden, dass die Schnelllaufzahl der Turbine (TSR, bezogen auf die Windgeschwindigkeiten) über 3 war. Diesen Wert hat man nur dann erreicht, wenn bei den betreffenden Windgeschwindigkeiten der Winkel zwischen den Flügeln des Windverteilers wie in den Beispielen A und B (9 und 10) eingestellt war. Das Beispiel C entsprechend 11 zeigt einen justierbaren Windverteiler, der vorzugsweise einzusetzen ist. Sonst fällt die Schnelllaufzahl (TSR) auf niedrige Werte ab, etwa 30 % der Leistung geht verloren und das Turbinensystem ist nicht mehr selbststartend, so wie Turbinensysteme nach dem Stand der Technik in der Regel ebenfalls nicht selbststartend sind. 12 shows a view accordingly 10 but with the lower end plate 311 , which towards the wind side a fold 312 Has. As in the other figures, the two radial turbines 1 and 2 a diameter of 1.5 m. In field trials it was found that the turbine speed-up (TSR) was over 3. This value has only been achieved if, at the relevant wind speeds, the angle between the blades of the wind distributor is as in Examples A and B ( 9 and 10 ) was set. Example C accordingly 11 shows an adjustable wind distributor, which is preferably to use. Otherwise, the high speed count (TSR) drops to low levels, about 30% of the power is lost, and the turbine system is no longer self-starting, just as prior art turbine systems typically are not self-starting either.

Das Grundgerüst 310, welches sowohl die Turbinenlager als auch den Windverteiler trägt, ist aus Stahl hergestellt, um die notwendige Stabilität auch in Stürmen zu haben sowie um Vibrationen und Lärm, wie er bei Turbinensystemen nach dem Stand der Technik auftritt, erheblich zu verringern oder sogar völlig auszuschließen. The basic structure 310 , which carries both the turbine bearings and the wind distributor, is made of steel to have the necessary stability even in storms, as well as to significantly reduce or even eliminate vibrations and noise such as occurs in prior art turbine systems.

Die Abschlussbleche, die ebenfalls vom Grundgerüst 310 getragen werden, decken das Turbinensystem oben und unten ab und zwingen die Luft in die Radialturbinen 1 und 2 einzuströmen. Die Abschlussbleche sind etwa 5 % länger als der Durchmesser der Turbine, der in diesem Fall 1,5 m beträgt. The end plates, also from the backbone 310 be worn, cover that Turbine system up and down and force the air into the radial turbines 1 and 2 to flow. The end plates are about 5% longer than the diameter of the turbine, which in this case is 1.5 m.

Damit die Turbine sich dreimal schneller als die Windgeschwindigkeit im Freilauf bewegt (rotiert), ist es erforderlich, dass die Abschlussbleche 303 und 311 an der dem Wind zugewandten Seite abgekantet sind, insbesondere um mindestens 20 bis 30 %. For the turbine to rotate (rotate) three times faster than the wind speed, it is necessary that the end plates 303 and 311 are bent at the windward side, in particular by at least 20 to 30%.

13 zeigt eine Ansicht von der Seite auf eine Savonius-Turbine nach dem Stand der Technik, welche zwar Abschlussbleche 303, 311 aufweist, die aber nicht die Abkantungen 302, 312 haben. Die Abschlussbleche stehen zwar etwa 5 % über dem Turbinenquerschnitt über, wie aus 13 deutlich hervorgeht, aber diese Turbine nach dem Stand der Technik, entwickelt im Jahre 1927 von Savonius, ist nicht immer selbststartend. Sie erreicht eine Schnelllaufzahl (TSR) von maximal 1,5 bis 1,8. 13 shows a view from the side on a Savonius turbine according to the prior art, which although end plates 303 . 311 but not the bends 302 . 312 to have. Although the end plates are approximately 5% above the turbine cross section, how out 13 clearly, but this state-of-the-art turbine, developed in 1927 by Savonius, is not always self-starting. It achieves a high-speed number (TSR) of a maximum of 1.5 to 1.8.

Dagegen ist das erfindungsgemäße Turbinensystem anders aufgebaut, wie in 14 deutlich erkennbar ist. Zum einen arbeitet dieses Turbinensystem mit Abkantungen 302, 312, so dass die Abschlussbleche 303, 311 wie Konzentrationsbleche wirken, die den Wind konzentriert und gebündelt in die Radialturbine leiten. Damit kann 25 % und mehr des Turbinengewichtes eingespart werden. Dieses Turbinensystem ist in jedem Fall selbststartend und kann eine Schnelllaufzahl (TSR) von über 3 erreichen. Ein weiterer Unterschied liegt in dem Spalt 320 zwischen den Radialrotoren und den Abschlussblechen 303, 311. Die Konzentrationsbleche sind erfindungsgemäß nämlich feststehend und drehen sich nicht zusammen mit der Radialturbine. Auch hier stehen die Abschlussbleche um 5 % bezogen auf den Turbinendurchmesser über. Zusätzlich gibt es einen Überstand von 8 %, ebenfalls bezogen auf den Turbinendurchmesser, welcher mit einem Winkel von 20 bis 30 % abgekantet ist, nämlich beim unteren Abschlussblech 311 nach unten und beim oberen Abschlussblech 303 nach oben, wie deutlich aus 14 hervorgeht. In contrast, the turbine system according to the invention is constructed differently, as in 14 is clearly visible. On the one hand, this turbine system works with folds 302 . 312 so the end plates 303 . 311 How concentration plates work, concentrating the wind and concentrating it into the radial turbine. This can save 25% or more of the turbine weight. This turbine system is self-starting in any case and can achieve a high speed count (TSR) of over 3. Another difference lies in the gap 320 between the radial rotors and the end plates 303 . 311 , The concentration plates are according to the invention namely fixed and do not rotate together with the radial turbine. Again, the end plates are about 5% based on the turbine diameter over. In addition, there is a supernatant of 8%, also based on the turbine diameter, which is bent at an angle of 20 to 30%, namely the lower end plate 311 down and the upper end plate 303 up, how clear 14 evident.

Das Turbinensystem in der Ausführung nach 14 erreicht etwa 3,5-mal größere Drehzahlen als die Ausführung nach 13. Auch die erreichbaren Drehmomente sind größer. Als Folge ist die Leistungsausbeute erheblich größer. The turbine system in execution 14 reaches about 3.5 times higher speeds than the execution after 13 , The achievable torques are greater. As a result, the power yield is significantly greater.

Die Abschlussbleche in 14 können außerdem erheblich dünner als im Stand der Technik nach 13 sein. Das Konstruktionsgewicht und eventuelle mechanische Spannungen sind erheblich reduziert. The end plates in 14 In addition, they can be significantly thinner than in the prior art 13 be. The design weight and any mechanical stresses are considerably reduced.

Weitere Vorteile sind die robuste Konstruktion, die nur geringe Anzahl von beweglichen Teilen (die dem Reibungsverschleiß unterliegen), die Möglichkeit zur Wartung oder Reparatur der Teile ohne Zuhilfenahme von Kränen, die Austauschmöglichkeit der Lager mit konventionellen Werkzeugen, die Verwendung von industriellen und genormten Teilen und Größen zur Kosteneinsparung und Minimierung der Wartungszeiten. Further advantages are the robust construction, the small number of moving parts (which are subject to frictional wear), the possibility of maintenance or repair of the parts without the use of cranes, the possibility of replacing bearings with conventional tools, the use of industrial and standardized parts and Sizes to save costs and minimize maintenance times.

Weitere Vorteile liegen in dem nur geringen Wartungs- und Reparaturaufwand. So braucht das Turbinensystem nur einmal pro Jahr eine Wartungsinspektion. Die vier Lager in jeder Turbine müssen nur alle 10 bis 20 Jahre gewechselt werden, die beiden Generatorenlager sogar nur alle 20 Jahre. Die Lager in dem Schwenkachsensystem haben nur einen geringen Verschleiß mit nur geringen Austauschkosten. Die elektrischen Komponenten können zur Optimierung alle 10 Jahre ausgetauscht werden. Andere Verschleißarten außer Reibung oder Dehnung infolge von mechanischer Spannung treten nicht auf. Die Turbine vom Typ Savonius kann jede Windgeschwindigkeit und sogar Stürme ohne Schaden überstehen. Further advantages are the low maintenance and repair costs. So the turbine system only needs a maintenance inspection once a year. The four bearings in each turbine only have to be changed every 10 to 20 years, the two generator bearings even only every 20 years. The bearings in the Schwenkachsensystem have only a small wear with little replacement costs. The electrical components can be replaced for optimization every 10 years. Other types of wear other than friction or strain due to mechanical stress do not occur. The Savonius turbine can withstand any wind speed and even storms without damage.

Sogar bei großen Dimensionen ist das erfindungsgemäße Turbinensystem selbststartend. Even with large dimensions, the turbine system according to the invention is self-starting.

Infolge des hohen Drehmomentes kann die Turbine als Wasserpumpe eingesetzt werden. Due to the high torque, the turbine can be used as a water pump.

Die 15, 16 und 17 zeigen eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung. Die Darstellungen zeigen das Turbinensystem in schematischer Darstellung von oben. Der Stahlmast 5 befindet sich unterhalb des Grundgerüstes 310, welches als Gittermast ausgebildet ist. Strömungstechnisch spielen daher der Stahlmast 5 und der Gittermast 310 keine Rolle und sie beeinflussen die Strömungsverhältnisse nicht. The 15 . 16 and 17 show a particularly advantageous embodiment of the invention. The illustrations show the turbine system in a schematic representation from above. The steel mast 5 is located below the skeleton 310 , which is designed as a lattice mast. Therefore, the steel mast plays in terms of flow technology 5 and the lattice mast 310 no matter and they do not affect the flow conditions.

Die Flügel 306, 307 sind mittels Hydraulikzylinder 308, 309 verstellbar, wie auch die 16 und 17 zeigen. Dazu sind die Hydraulikzylinder 308, 309 an dem einen Ende drehbar um eine Achse 323, 324 mit einem Stellmotor an dem Gittermast 310 drehbar angebracht. Am anderen Ende sind die Hydraulikzylinder, ebenfalls drehbar, mit den Flügeln 306, 307 des Windverteilers verbunden. Die sich gegenüberliegenden Kanten 325, 326 laufen innerhalb der jeweiligen Schiene 327, 328 des Grundgerüstes 310 wie Nutensteine in einer Nut entlang der Schiene. Dies wird besonders deutlich in den 16 und 17. The wings 306 . 307 are by hydraulic cylinder 308 . 309 adjustable, as well as the 16 and 17 demonstrate. These are the hydraulic cylinders 308 . 309 at one end rotatable about an axis 323 . 324 with a servomotor on the lattice mast 310 rotatably mounted. At the other end are the hydraulic cylinders, also rotatable, with the wings 306 . 307 connected to the wind distributor. The opposite edges 325 . 326 run within each rail 327 . 328 of the skeleton 310 like sliding blocks in a groove along the rail. This is particularly evident in the 16 and 17 ,

15 zeigt die optimale Anordnung des Turbinensystems und der Flügel 307, 308 bei hohen Windgeschwindigkeiten, insbesondere in diesem Beispiel bei Geschwindigkeiten von mehr als 7 m/s. Dann ist der Spalt 329 zwischen den Flügeln 306, 307 geschlossen. Der Windverteiler führt die Windströmung entlang der Flügel 306, 307 auf die Turbinen. Dort reißt die Strömung bei der hohen Windgeschwindigkeit ab. Eine Rückströmung findet nicht statt. Die Rückströmung wird außerdem bei hohen Windgeschwindigkeiten dadurch verhindert, dass in diesem Fall durch den relativ engen Spalt bzw. Abstand a zwischen den Flügeln des Windverteilers und den Radialturbinen ein kleiner, aber ausreichender Anteil der Windströmung hindurchfließt und für ein zusätzliches Abreißen der Windströmung sorgt. 15 shows the optimal arrangement of the turbine system and the wings 307 . 308 at high wind speeds, especially in this example at speeds of more than 7 m / s. Then the gap 329 between the wings 306 . 307 closed. The wind distributor leads the Wind flow along the wings 306 . 307 on the turbines. There, the current breaks off at the high wind speed. A backflow does not take place. The return flow is also prevented at high wind speeds, that in this case flows through the relatively narrow gap or distance a between the wings of the wind distributor and the radial turbines, a small but sufficient proportion of the wind flow and provides an additional tearing off the wind flow.

Typischerweise beträgt dieser Abstand a 90 mm bei einem Abstand der Radialturbinen 1, 2 von 3 m voneinander. Typically, this distance is a 90 mm at a distance of the radial turbines 1, 2 of 3 m from each other.

16 zeigt die Anordnung der Flügel 306, 307 des Windverteilers beim Turbinensystem für niedrige Windgeschwindigkeiten, im speziellen Fall für Windgeschwindigkeiten unterhalb von 7 m/s. Der Spalt 329 zwischen den Kanten 325, 326 der Flügel 306, 307 ist hier geöffnet, so dass der von links einströmende Wind nicht nur über die Flügel 306, 307 auf die Turbine gerichtet wird, sondern ein Teil durch den Spalt 329 zwischen die beiden Radialturbinen 1, 2 vorbeiströmt und zu einem Abriss der Windströmung außen an den Turbinen führt. Da der Stahlmast 5 unterhalb des Grundgerüstes (Gittermastes) angeordnet ist, kann der von links einfallende Wind ungehindert durch den Spalt 329 und zwischen den Radialturbinen vorbeiströmen. 16 shows the arrangement of the wings 306 . 307 the wind distributor in the turbine system for low wind speeds, in the special case for wind speeds below 7 m / s. The gap 329 between the edges 325 . 326 the wing 306 . 307 is open here so the wind coming from the left is not just over the wings 306 . 307 is directed to the turbine, but a part through the gap 329 between the two radial turbines 1 . 2 flows past and leads to a demolition of the wind flow outside of the turbines. Because the steel mast 5 is arranged below the skeleton (lattice mast), the wind incident from the left unobstructed by the gap 329 and pass between the radial turbines.

Die Anordnung des Turbinensystems in 17 zeigt die Stellung der Flügel 306, 307 des Windverteilers in der Funktion als reibungsfreie Bremse. In dieser Stellung verhindern die Flügel 306, 307 das Einströmen des von links einfallenden Windes auf die Radialturbinen 1, 2. Die Flügel 306, 307 bilden gleichsam einen Windschutz für die Turbinen 1, 2. The arrangement of the turbine system in 17 shows the position of the wings 306 . 307 the wind distributor in the function of a frictionless brake. In this position, prevent the wings 306 . 307 the inflow of wind from the left to the radial turbines 1 . 2 , The wings 306 . 307 form as it were a windbreak for the turbines 1 . 2 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Radialturbine radial turbine
2 2: Radialturbine radial turbine
3 3: Windverteiler wind distribution
5 5: Stahlmast steel pole
6 6: Fundamentplatte foundation plate
7 7: Trägerplatte support plate
8 8th: Trägerplatte support plate
9 9: Trägerplatte support plate
10 10: (Dreh-)Lager (Turning) bearing
11 11: (Dreh-)Lager (Turning) bearing
12 12: (Dreh-)Lager (Turning) bearing
13 13: (Dreh-)Lager (Turning) bearing
14 14: (Dreh-)Lager (Turning) bearing
15 15: Längsachse longitudinal axis
16 16: Turbinen-Lager Turbine bearings
18 18: Turbinenachse turbine axis
19 19: Turbinen-Lager Turbine bearings
21 21: Turbinen-Lager Turbine bearings
23 23: Distanzkragen Distance collar
24 24: Distanzkragen Distance collar
25 25: Turbinenschaufeln turbine blades
26 26: oberer Kragenflansch upper collar flange
27 27: Führungsflansch guide flange
28 28: Wind wind
31 31: Magnus-Effekt Magnus effect
32 32: Coanda-Effekt Coanda effect
33 33: Magnus-Coanda-Überlagerung Magnus Coanda overlay
34 34: High Lift High lift
35 35: Unterdruck vacuum
36 36: Überdruck overprint
37 37: Fadenrichtung riss ab Thread direction tore off
301 301: Außenradius der Turbine bzw. der Turbinenflügel Outer radius of the turbine or the turbine blades
302 302: Abkantung des oberen Konzentrations- und/oder Windführungsbleches 303 Bending of the upper concentration and / or wind guide plate 303
303 303: oberes Konzentrations- und/oder Windführungsblech, oberes AbschlussblechUpper concentration and / or wind guide plate, upper end plate
304 304: Gittermast lattice boom
305 305: V-förmiger Windverteiler V-shaped wind distributor
306 306: Flügel des Windverteilers Wing of the wind distributor
307 307: Flügel des Windverteilers Wing of the wind distributor
308 308: Hydraulikzylinder hydraulic cylinders
309 309: Hydraulikzylinder hydraulic cylinders
310 310: Grundgerüst, Gittermast Backbone, lattice mast
311 311: unteres Abschlussblech lower end plate
312 312: Abkantung von 311 Fold of 311
313 313: Blattfeder leaf spring
314 314: Aluminiumplatte (Aluminiumblech) Aluminum plate (aluminum sheet)
315 315: Aluminiumplatte (Aluminiumblech) Aluminum plate (aluminum sheet)
316 316: Aluminiumplatte (Aluminiumblech) Aluminum plate (aluminum sheet)
317 317: Aluminiumplatte (Aluminiumblech) Aluminum plate (aluminum sheet)
318 318: Schienenanordnung (Nut und Feder) Rail arrangement (tongue and groove)
319 319: Stellmotor servomotor
320 320: Spalt gap
321 321: Verstärkungsrippe reinforcing rib
322 322: Verstärkungsrippe reinforcing rib
323 323: Achse mit Stellmotor Axle with servomotor
324 324: Achse mit Stellmotor Axle with servomotor
325 325: Kante des Flügels 306 Edge of the wing 306
326 326: Kante des Flügels 307 Edge of the wing 307
327 327: Schiene rail
328 328: Schiene rail
329 329: Spalt (Winddurchlass) Gap (wind passage)
a a: Abstand distance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2012/038043 A2 [0002, 0023, 0024, 0027, 0028]

Claims

Turbine system for wind power with at least two radial turbines ( 1 . 2 ) having a rotor rotatable about a vertical axis, which has one or more turbine blades ( 25 ), wherein the turbine blades ( 25 ) are aligned parallel to the rotor axis, wherein a V-shaped and aligned parallel to the rotor axes wind distributor ( 3 . 305 ), characterized in that the V-shaped wind distributor ( 3 . 305 ) a below a predetermined wind speed and closed above the predetermined wind speed wind passage ( 329 ) having.

Turbine system according to claim 1, characterized in that the V-shaped wind distributor ( 3 . 305 ) two wings ( 306 . 307 ), between which the wind passage ( 329 ) is arranged.

Turbine system according to claim 2, characterized in that a gap ( 329 ) is provided between the wings and that the gap is opened below the predetermined wind speed and closed above the predetermined wind speed.

Turbine system according to claim 1, characterized in that for the regulation and deceleration of the turbine speed at different wind speeds from the wind distributor ( 3 . 305 ) shaded area of the radial turbines ( 1 . 2 ) is changeable.

Turbine system according to claim 2, characterized in that the wings of the wind distributor are able to completely shade the radial turbines in a position.

Turbine system according to claim 1, characterized in that the two juxtaposed and parallel aligned radial turbines ( 1 . 2 ) connected to each other and about a pivot axis ( 15 ) parallel to the turbine axes ( 18 ) are pivotable, wherein the pivot axis and the V-shaped wind distributor ( 3 ) lie outside the connecting line of the turbine axes and both on the same side of the connecting line.

Turbine system according to claim 2, characterized in that the angle between the two wings ( 306 . 307 ) of the V-shaped wind distributor ( 305 ) is adjustable and / or that the surface of the wings of the V-shaped wind distributor is adjustable.

Turbine system according to claim 2, characterized in that the wings via hydraulic cylinders ( 308 . 309 ) with the skeleton ( 310 ) of the turbine system and the hydraulic cylinders are both pivotable and extendable and retractable.

Turbine system according to claim 1, characterized in that fixed end plates ( 303 . 311 ) are provided at the upper and lower end of the turbine system and the end plates in the front area facing the wind, in particular by 20 ° to 30 °, are folded to increase the opening cross section of the turbine system ( 302 . 312 ), wherein the bends are preferably provided only on the windward front region of the end plates.

Turbine system according to claim 1, characterized in that fixed end plates ( 303 . 311 ) are provided at the upper and lower ends of the turbine system and the end plates over the rotor cross-section survive, in particular by 5%, based on the rotor diameter.