DE19521740A1 - Windturbine in Rotationsellipsoid-Form - Google Patents

Description

Die technische Lösung soll anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden:

Fig. 1 zeigt die Ansicht einer Windturbine mit vier Rotorblättern (4), die an der vertikalen Turbinenachse (1) so montiert sind, daß sich die Form eines Rotationsellipsoides mit einer größeren Querausdehnung als Höhe ergibt.

Da die kinetische Energie der rotierenden Turbine gleich dem einhalbfachen des Trägheitsmomentes I, multipliziert mit dem Quadrat der Kreisfrequenz ist und I wiederum das Integral aus dem Quadrat des Radius r der Turbine über die differentiellen Masseelemente ist, geht also der Radius r bzw. der Halbachsenabstand a quadratisch in die Energieausbeute ein.

Das untere Ende 5 der Rotorblätter 4 ist mit der Seite des Windeintrittes 6 nach außen verdreht und hat im wesentlichen einen geraden Schnitt. D.h. es hat die Form eines Ausschnittes aus einer Zylinderhülle.

Zur Mitte der Turbine hin bekommt das Rotorblatt 4 auf der Seite des Windaustrittes 7 eine Wölbung mit einem größeren Radius 12 von ca. 1 m, der zum oberen Ende 13 hin bis auf ca. 10 cm verringert ist.

Aufgrund des Gesetzes von Bernoulli

p + 1/2 ο v² + ο g h = const.

ergibt sich die Tatsache, daß die
Strömungsgeschwindigkeit v wegen der Krümmung der Rotorblätter 4 am oberen Ende 13 höher als am unteren ist, was andererseits zum Abfall des statischen Druckes p, d. h. zu einem Unterdruck an diesen Stellen führt.

Dieser Unterdruck unterstützt die bei dieser Turbinenart gewollte vertikale Umlenkung der Luftströmung und zieht somit nachströmende Luft in den Wirkungsgrad erhöhender Weise nach oben heraus.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Turbine nach Fig. 1, in der zusätzlich ein Sekundärblatt 11 mit einer dem Rotorblatt 4 ähnlichen Form mit gleichen Vorteilen hinsichtlich des Wirkungsgrades angebracht wurde. In dieser Höhe ist das Rotorblatt 4 auf der Seite des Windaustrittes 7 bereits mit einem mittleren Radius 12 gebogen, der zum oberen Ende 13 stark verringert ist.

Die Sekundärblätter sind mit zwei Silentbuchsen 12 federnd aufgehangen.

Claims (4)

1. Windturbine in Rotationsellipsoid-Form mit annähernd vertikaler Turbinenachse (1) und mit einer kompakten, z. B. kugelförmigen, zwiebel­ förmigen oder ellipsoidförmigen Bauweise zur Konvertierung der Windenergie in elektrische Energie durch einen Generator, dadurch gekennzeichnet,

• - daß an der Turbinenachse (1) mehrere, gegenüber der an die Turbinenachse (1) angelegten Tangente (2) ein- oder beidseitig, in einer der Windrichtung (3) sich öffnenden Weise an ihrem Ende (5) verdrehte und verjüngte Rotorblätter (4), die auf der Seite des Windeintrittes (6) annähernd die Form eines Ausschnittes aus einer Zylinderhülle (8) mit einer zur Turbinenachse (1) senkrechten Achse aufweisen und auf der Seite des Windaustrittes (7) annähernd die Form eines Ausschnittes aus einer Kugelhülle (9) oder aus einer Hülle eines Rotationsellipsoides (9) aufweisen, vertikal montiert angeordnet sind.

2. Windturbine in Rotationsellipsoid-Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (12) am unteren Ende (14) des Rotorblattes (4) bei bei einem größeren Wert R (12) beginnt oder es im Schnitt gerade ist und daß der effektive Radius R (12) zum oberen Ende (13) hin bei einem kleineren Wert endet.

3. Windturbine in Rotationsellipsoid-Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite des Windeintrittes (6) kleinere und ähnlich den in Anspruch 1. beschriebenen Rotorblättern (4) geformte Sekundärblätter (11) im Abstand angeordnet sind.

4. Windturbine in Rotationsellipsoid-Form nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärblatt (11) mit ein oder zwei Silentblöcken (12) oder Silentbuchsen am Rotorblatt (4) befestigt ist.