DE112009000887B4 - Turbine with wind oscillating wings - Google Patents

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Abstract

Turbine mit windoszillierenden Flügeln, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer vertikalen Stütze (1), mit welcher mehrere horizontale Stützen (2) in einer einzigen Ebene verbunden sind, die Flügel (3) tragen, welche Hebel (7) und ein Gewicht (6) zur Balance in Relation zu Lagern (4) aufweisen, besteht, während Bremsscheiben (8) mit Hydrauliksystem (9) an den Flügeln befestigt sind, an horizontalen Stützen (2) Begrenzer (5) mit Federn (10) an den Enden, wo die Flügel anschlagen (3), befestigt sind, die vertikale Stütze (1) an der Achse (14) eines Stromgenerators mit Drehzahlreduzierer befestigt ist.

Figure DE112009000887B4_0000
Turbine with wind oscillating wings, characterized in that it comprises a vertical support (1) to which several horizontal supports (2) are connected in a single plane, the wings (3) carrying levers (7) and a weight (6) ) for balance in relation to bearings (4), there are, while brake discs (8) are fastened to the wings with hydraulic system (9), to horizontal supports (2) limiter (5) with springs (10) at the ends where the wings are hinged (3), fixed, the vertical support (1) is fixed to the axle (14) of a speed reducer power generator.
Figure DE112009000887B4_0000

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet technischer Lösungen für die Nutzung von Energie aus erneuerbaren Energiequellen zur Erzeugung elektrischer Energie. Die Energiequelle ist hier der Wind. Das Klassifikationssymbol gemäß Internationaler Patentklassifikation (IPC) ist ...The invention is in the field of technical solutions for the use of energy from renewable energy sources for the production of electrical energy. The source of energy here is the wind. The classification symbol according to International Patent Classification (IPC) is ...

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Bei Windkraftanlagen mit Generator auf derselben Achse wird Windenergie mit hohem Wirkungsgrad genutzt. Die Leistung einer einzelnen Windkraftanlage ist jedoch relativ gering. Beträchtlich mehr Energie lässt sich mit einer größeren Anzahl Windkraftanlagen gewinnen.In wind turbines with generator on the same axis wind energy is used with high efficiency. However, the performance of a single wind turbine is relatively low. Significantly more energy can be gained with a larger number of wind turbines.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Eine Turbine mit windoszillierenden Flügeln besteht aus einer vertikalen Stütze, welche die Funktion einer Achse hat, an welcher horizontale Flügelstützen fest angebracht sind und in derselben Ebene angeordnet sind. Jeder Flügel an der Stütze weist Lager auf und kann bis zu einem bestimmten Grad, ausgehend von der horizontalen Ebene um bis zu 90 Grad nach oben und unten, um die horizontale Stütze rotieren. Dies wird durch das Anordnen von Begrenzern erreicht, an welche die Flügel anschlagen. Bei fehlendem Wind liegen die Flügel auf der horizontalen Ebene, da auf einer anderen Seite der horizontalen Stütze eine Masse in Form eines Gewichtes vorhanden ist, das über einen Hebel mit dem Flügel verbunden ist, so dass der Schwerpunkt des Flügel-Gewichtssystems unterhalb der Achse der horizontalen Stütze liegt. Infolgedessen kehrt der Flügel, wenn er durch eine kurz anhaltende Kraft aus der horizontalen Position genommen wird, in die horizontale Position zurück. Wenn Wind weht, dessen Richtung hauptsächlich horizontal verläuft, tritt eine Rotation der Turbine auf. Der Wind hat auf beiden Seiten der vertikalen Stütze dieselbe Richtung, aber die Windrichtung ist nicht für alle Flügel dieselbe. Auf einer Seite der vertikalen Stütze bläst der Wind die Flügel nach unten, und sie bleiben in der horizontalen Position. Auf einer anderen Seite ist es umgekehrt. Die Windkraft wirft den Flügel aus der horizontalen Position, die Flügel sind in einem Winkel von 90 Grad angeordnet, und die gesamte Oberfläche ist der Wirkung der Windkraft ausgesetzt. Ein Drehmoment entsteht und wirkt auf die vertikale Stütze, wodurch eine Rotation der Turbine erzeugt wird. Der Wind ändert die Position und geht auf die andere Seite über, wo der Wind den Flügel nach unten bläst und ihn in die horizontale, balancierte Position zurückversetzt. Auf das Drehmoment der Turbine hat dieser Flügel nun keine Wirkung mehr. Die Rotationsrichtung der Turbine ist nicht von der Windrichtung abhängig. Sie hängt von der Seite der horizontalen Stütze ab, von der aus der Flügel über Bewegungsfreiheit verfügt. Dies wird durch das Anordnen von Begrenzern erreicht. Die Flügel können aus Metallblech sowie, wegen der geringeren Masse, aus Leinwand bestehen. Es ist möglich, an einer vertikalen Stütze eine Anzahl von Turbinen übereinander anzuordnen, um mehr Leistung zu gewinnen. Falls erforderlich, ist die Achse des Stromgenerators an der vertikalen Stütze des Turbinensystems durch einen Drehzahlreduzierer verbunden. Die Flügel sind mit Bremsscheiben ausgerüstet, wodurch ein Anhalten der Turbine oder eine Regulierung des Drehmomentes ermöglicht wird. Die Regulierung des Drehmomentes kann auch durch Bewegen der Flügel in Relation zu der vertikalen Stütze bewirkt werden. Durch Entfernen von Flügeln von der vertikalen Stütze bei konstanter Windgeschwindigkeit wird die Anzahl von Turbinenumdrehungen verringert; das Drehmoment wird dagegen erhöht.A turbine with wind-oscillating wings consists of a vertical support, which has the function of an axis to which horizontal wing supports are fixedly mounted and arranged in the same plane. Each wing on the column has bearings and can rotate up to a certain degree, starting from the horizontal plane up to 90 degrees up and down, around the horizontal column. This is achieved by placing limiters against which the wings strike. In the absence of wind, the wings lie on the horizontal plane, since on another side of the horizontal support there is a mass in the form of a weight, which is connected via a lever to the wing, so that the center of gravity of the wing-weight system below the axis of horizontal support lies. As a result, the wing, when withdrawn from the horizontal position by a momentary force, returns to the horizontal position. When wind blows, the direction of which is mainly horizontal, a rotation of the turbine occurs. The wind has the same direction on both sides of the vertical support but the wind direction is not the same for all the wings. On one side of the vertical support, the wind blows the wings down and they remain in the horizontal position. On another side, it's the other way round. The wind force raises the wing from the horizontal position, the wings are arranged at an angle of 90 degrees, and the entire surface is exposed to the effect of wind power. Torque is generated and acts on the vertical support, causing rotation of the turbine. The wind changes position and moves to the other side, where the wind blows down the wing and returns it to the horizontal, balanced position. On the torque of the turbine, this wing now has no effect. The direction of rotation of the turbine does not depend on the wind direction. It depends on the side of the horizontal support from which the wing has freedom of movement. This is achieved by arranging delimiters. The wings can be made of sheet metal and, because of the lower mass, made of canvas. It is possible to superimpose a number of turbines on a vertical support to gain more power. If necessary, the axis of the power generator is connected to the vertical support of the turbine system by a speed reducer. The wings are equipped with brake discs, which allows the turbine to stop or to regulate the torque. The regulation of the torque can also be effected by moving the vanes in relation to the vertical support. By removing vanes from the vertical support at constant wind speed, the number of turbine revolutions is reduced; the torque is increased on the other hand.

Figurenlistelist of figures

  • Zeichnung 1 stellt eine Turbine mit oszillierenden Flügeln im Ruhezustand dar.drawing 1 represents a turbine with oscillating wings at rest.
  • Zeichnung 2 stellt die Position der Turbinenflügel dar, wenn die Windrichtung in Relation zum Flügellager die Flügeloberfläche hinunter verläuft.drawing 2 represents the position of the turbine blades when the wind direction is down the wing surface in relation to the wing bearing.
  • Zeichnung 3 stellt die Position der Turbinenflügel dar, wenn der Wind auf die Breite des Turbinenflügels gerichtet ist, wobei die gesamte Oberfläche des Flügels der Wirkung des Windes ausgesetzt ist.drawing 3 represents the position of the turbine blades when the wind is directed to the width of the turbine blade, the entire surface of the blade being exposed to the action of the wind.
  • Zeichnung 4 stellt eine Anzahl Turbinen mit windoszillierenden Flügeln dar; die Turbinen sind als Rechtecke auf der vertikalen Stütze abgebildet, die mit der Achse eines elektrischen Stromgenerators verbunden ist, und sind auf der tragenden Stütze angeordnet, die am Boden befestigt ist.drawing 4 represents a number of turbines with wind oscillating wings; the turbines are depicted as rectangles on the vertical support connected to the axle of an electric power generator and are mounted on the supporting support fixed to the ground.

BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Zeichnung 1 stellt eine Turbine mit windoszillierenden Flügeln dar. Gemäß der erfinderischen Idee besteht die Turbine aus einer vertikalen Stütze 1 mit der Funktion einer Turbinenachse, an der horizontale Stützen 2 befestigt sind, welche Flügel 3 tragen. Die Flügel 3 weisen Lager 4 an einer horizontalen Stütze 2 auf und können um die Stütze 2 in beiden Richtungen bis zu dem Begrenzer 5 mit der Feder 10 oszillieren, deren Aufgabe im Ausgleich des Auftreffens des Flügels 3 besteht. Der Flügel 3 liegt auf der horizontalen Ebene, da er über einen Hebel 7 mit dem Gewicht 6 verbunden ist; auf diese Weise läge der Schwerpunkt direkt unter der Stütze 2; Zeichnung 2. An den Flügeln 3 sind Bremsscheiben 8 mit dem Hydrauliksystem 9 verbunden, und infolgedessen kann die Oszillation der Flügel durch Druck auf die Scheiben 8 angehalten werden. Die Position des Begrenzers 5 in Relation zu dem Flügel 3 bestimmt die Rotationsrichtung 11 der Turbine.drawing 1 illustrates a turbine with wind oscillating blades. According to the inventive idea, the turbine consists of a vertical support 1 with the function of a turbine axle, on the horizontal supports 2 are fixed, which wings 3 carry. The wings 3 have bearings 4 on a horizontal column 2 on and around the prop 2 in both directions up to the limiter 5 with the spring 10 oscillate, whose task in balancing the impact of the wing 3 consists. The wing 3 lies on the horizontal plane, as it has a lever 7 with the weight 6 connected is; in this way, the center of gravity would be directly under the prop 2 ; drawing 2 , At the wings 3 are brake discs 8th with the hydraulic system 9 connected, and as a result, the oscillation of the wings by pressure on the discs 8th be stopped. The position of the limiter 5 in relation to the wing 3 determines the direction of rotation 11 the turbine.

Gemäß der erfinderischen Idee hat der Wind auf beiden Seiten der vertikalen Stütze 1 dieselbe Richtung, aber die Windrichtung 12 ist nicht für alle Flügel gleich; Zeichnungen 2 und 3. Auf einer Seite der vertikalen Stütze 1 bläst der Wind 12 den Flügel hinunter, Zeichnung 2, und dieser bleibt in horizontaler Position. Auf der anderen Seite ist es umgekehrt. Die Windkraft 12 wirft den Flügel 3 aus der horizontalen, balancierten Position, Zeichnung 3, und ordnet den Flügel 3 in Relation zur Windrichtung 12 in einem Winkel von 90 Grad an. Der Flügel 3 liegt auf dem Begrenzer 5, d.h. auf einer Feder 10, und seine gesamte Oberfläche ist der Wirkung des Windes 12 ausgesetzt. Ein Drehmoment wird erzeugt und versetzt die Turbine durch Einwirkung auf die vertikale Stütze 1 in Rotation. Der Wind 3 ändert die Position und geht auf die entgegengesetzte Seite der vertikalen Stütze 1 über, wo der Wind 12 den Flügel 3 nach unten bläst und ihn dadurch mit relativ geringer Kraft in seine horizontale, balancierte Position zurückversetzt, und dieser Flügel hat nun praktisch keine Auswirkung mehr auf das Drehmoment der Turbine. Die Rotationsrichtung 11 der Turbine hängt nicht von der Richtung des Windes 12 ab, da ihre Richtung durch die Position des Begrenzers 5 bestimmt ist.According to the inventive idea, the wind has on both sides of the vertical support 1 the same direction, but the wind direction 12 is not the same for all wings; drawings 2 and 3 , On one side of the vertical support 1 the wind blows 12 down the wing, drawing 2 , and this remains in a horizontal position. On the other hand, it is the other way round. The wind power 12 throw the wing 3 from the horizontal, balanced position, drawing 3 , and assigns the wing 3 in relation to the wind direction 12 at an angle of 90 degrees. The wing 3 lies on the limiter 5 ie on a spring 10 , and its entire surface is the effect of the wind 12 exposed. A torque is generated and displaces the turbine by acting on the vertical support 1 in rotation. The wind 3 changes the position and goes to the opposite side of the vertical support 1 over where the wind is 12 the wing 3 blows down and thus relocates it with relatively little force to its horizontal, balanced position, and this wing now has virtually no effect on the torque of the turbine. The direction of rotation 11 the turbine does not depend on the direction of the wind 12 as their direction is determined by the position of the limiter 5 is determined.

Um während der Einwirkung von Wind ein Drehmoment von annähernd konstanter Größe zu realisieren, ist eine große Anzahl horizontaler Stützen 2, welche die Flügel 3 tragen, mit der vertikalen Stütze 1 verbunden. Die vertikale Stütze 1 ist mit der Achse des Stromgenerators 14 mit einem Drehzahlreduzierer gekoppelt.To realize a torque of approximately constant magnitude during the action of wind is a large number of horizontal supports 2 which the wings 3 wear, with the vertical support 1 connected. The vertical support 1 is with the axis of the power generator 14 coupled with a speed reducer.

Gemäß der erfinderischen Idee wird dem Wind höhere Energie entzogen, wenn mit der vertikalen Stütze 1 eine Anzahl Turbinen mit oszillierenden Flügeln 13 verbunden ist; Zeichnung 4. Außerdem ist die Energie höher, wenn die tragende Stütze 15, die mit dem Boden 16 verbunden ist, die Turbinen 13 auf größere Höhe bringt, da die Windgeschwindigkeit dort höher ist. Stabilität wird durch am Boden verankerte Seile 17 und Hebel 18 mit Lagern 19 an der vertikalen Stütze 1 erreicht.According to the inventive idea, higher energy is withdrawn from the wind when with the vertical support 1 a number of turbines with oscillating wings 13 connected is; drawing 4 , In addition, the energy is higher when the supporting prop 15 that with the ground 16 connected to the turbines 13 brings to a higher altitude, because the wind speed is higher there. Stability is ensured by anchored ropes on the ground 17 and levers 18 with warehouses 19 on the vertical support 1 reached.

Claims (2)

Turbine mit windoszillierenden Flügeln, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer vertikalen Stütze (1), mit welcher mehrere horizontale Stützen (2) in einer einzigen Ebene verbunden sind, die Flügel (3) tragen, welche Hebel (7) und ein Gewicht (6) zur Balance in Relation zu Lagern (4) aufweisen, besteht, während Bremsscheiben (8) mit Hydrauliksystem (9) an den Flügeln befestigt sind, an horizontalen Stützen (2) Begrenzer (5) mit Federn (10) an den Enden, wo die Flügel anschlagen (3), befestigt sind, die vertikale Stütze (1) an der Achse (14) eines Stromgenerators mit Drehzahlreduzierer befestigt ist.Turbine with wind oscillating wings, characterized in that it comprises a vertical support (1) to which several horizontal supports (2) are connected in a single plane, the wings (3) carrying levers (7) and a weight (6) ) for balance in relation to bearings (4), there are, while brake discs (8) are fastened to the wings with hydraulic system (9), to horizontal supports (2) limiter (5) with springs (10) at the ends where the wings are hinged (3), fixed, the vertical support (1) is fixed to the axle (14) of a speed reducer power generator. Turbine gemäß Anspruch 1, welche auf der Stütze 15 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Stütze (1) mehrere Turbinen mit windoszillierenden Flügeln (13) trägt und die vertikale Stütze (1) eine Anzahl von Lagern (19) mit Hebeln (18) aufweist, die durch Seile (17) am Boden (16) verankert sind.Turbine according to Claim 1 which is arranged on the support 15, characterized in that the vertical support (1) carries a plurality of turbines with wind oscillating wings (13) and the vertical support (1) comprises a number of bearings (19) with levers (18) by ropes (17) are anchored to the ground (16).
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