DE202020000838U1

DE202020000838U1 - Wind-powered work machine without propeller but with rotating wings Special design: wind turbine as a two-master

Info

Publication number: DE202020000838U1
Application number: DE202020000838.9U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-02-29
Filing date: 2020-02-29
Publication date: 2020-03-24
Anticipated expiration: 2030-03-01

Abstract

Für propellerlose Windkraftmaschinen, Windräder mit an einer Welle befestigten Tragflächen, die um 180 Grad vertauscht sind, Auftriebseite gegen Abtriebseite. Wind zwingt die Welle zum Rotieren.For propellerless wind turbines, wind turbines with wings attached to a shaft that are reversed by 180 degrees, upstream and downstream sides. Wind forces the shaft to rotate.

Description

Propeller treiben Windräder an. Propeller werden mit fester Einstellung oder mit verstellbaren Blättern gebaut. Es entsteht ein Drehmoment, nutzbar, und ein schädliches Biegemoment in Richtung der Propellerachse.Propellers drive wind turbines. Propellers are built with a fixed setting or with adjustable blades. There is a torque, usable, and a harmful bending moment in the direction of the propeller axis.

Ein Flugzeug mit Propellerantrieb hat eine Tragfläche, sie sorgt für den Auftrieb der Maschine bei einer ausreichenden Zug-/ Druckkraft, die durch den Propeller im rechten Winkel zur Tragfläche erzeugt wird. Propeller sind aerodynamisch ausgefeilte Konstruktionen, die Geometrie von Flugzeugpropellern ist gegeben, ihr Einstellwinkel kann verändert werden.An aircraft with a propeller drive has a wing, which provides the lift of the machine with sufficient tractive / compressive force, which is generated by the propeller at right angles to the wing. Propellers are aerodynamically sophisticated constructions, the geometry of aircraft propellers is given, their angle of attack can be changed.

Bei frühen Konstruktionen an Windmühlen konnte eine Propellerflächen-Vergrößerung in beschränktem Umfang durch verstellbare Stoffsegel erreicht werden. Auch diese Konstruktion erzeugte ein Drehmoment und ein hohes Widerstandsmoment in Richtung der sich drehenden Achse.In early designs on windmills, the propeller area could be increased to a limited extent by using adjustable fabric sails. This construction also generated a torque and a high section modulus in the direction of the rotating axis.

Wesentlich leichter lassen sich an einem Flugzeug die Tragflächen anstatt des Propellers modifizieren z. B. vergrößern. Das wird an meinem Windrad ausgenutzt.It is much easier to modify the wings on an aircraft instead of the propeller, e.g. B. enlarge. This is used on my wind turbine.

Meine windgetriebene Arbeitsmaschine verfügt über rotierende Tragflächen, keinen Propeller. Die Tragflächen sollten als Doppeldecker, Dreidecker oder Mehrdecker ausgebildet werden. Eng übereinander angeordnete Tragflächen bilden Lamellen, eine hohe mechanische Festigkeit des Rotors ist in diesem Fall besonders leicht herzustellen.My wind powered work machine has rotating wings, no propeller. The wings should be designed as double-decker, triple-decker or multi-decker. Wings arranged closely one above the other form fins, in this case a high mechanical strength of the rotor is particularly easy to manufacture.

Die an der Welle befestigten Tragflächen werden verkehrt herum montiert, auf der einen Seite der Achse wird die Tragflächen-Saugseite nach oben montiert, auf der anderen Gegenüberliegenden nach unten. Werden diese verkehrt herum montierten Tragflächen vom Wind angeströmt, rotieren sie.The wings attached to the shaft are installed upside down, on one side of the axle the wing suction side is mounted upwards, on the other opposite side downwards. If the wind blows upside down these wings, they rotate.

Mein Windrad kann auch als „Zweimaster“ ausgebildet werden. Der erste Mast ist fixiert, aber drehbar gelagert, der zweite Mast ist auf Rädern gelagert und umkreist den ersten Mast. Am oberen Ende zwischen beiden Masten werden diese durch eine Welle miteinander verbunden, an den Mastfüßen durch eine druck-zugfeste Aussteifung. An der Welle sind Tragflächen befestigt, die vom Wind angeströmten Tragflächen an dieser Welle richten dieselbe in der Windrichtung aus.My wind turbine can also be designed as a "two-master". The first mast is fixed but rotatably mounted, the second mast is mounted on wheels and circles the first mast. At the upper end between the two masts, they are connected by a shaft, at the mast feet by a pressure-resistant stiffener. Wings are attached to the shaft, the wind-blowing wings on this shaft align them in the wind direction.

Kleine Zweimast-Windräder sind versetzbar, somit z. B. auch für Nomaden geeignet. Ihr Eigengewicht und in den Boden zusätzlich eingeschlagene Pflöcke unter dem ersten, in seiner Position fixierten Mast reichen aus, die Kraft, Zug aus dem Cw-Wert aufzunehmen. Der Ca-Wert wird in ein Drehmoment gewandelt.Small two-masted wind turbines can be moved. B. also suitable for nomads. Their own weight and pegs additionally hammered into the ground under the first mast, which is fixed in their position, are sufficient to absorb the pull from the drag coefficient. The Ca value is converted into a torque.

Kleine Windräder können mit Tragflächen aus Festkörpern gebaut werden, aber auch aus Segeltuch- oder Folien-Tragflächen, die reffbar sind.Small wind turbines can be built with wings made of solid bodies, but also from canvas or foil wings, which can be reefed.

Tragflächen iniierte Energieerzeugung hat gegenüber der durch Propeller erzeugten Energie Vorteile:

Beim „Einmaster“ - kleinere Fundamente, reduzierte Biegemomente am Mast, geringere Durchmesser des Rotors durch Mehrdecker- Tragflächen im Verhältnis zu Propeller- Durchmessern. Teilbare Tragflächen, dadurch ein geringerer Aufwand beim Transport und der Montage, die günstigere Statik des Tragflächenrotors erlaubt aber absolut größere Raddurchmesser als bei Propellern, keine höhere Luftstromgeschwindigkeit, als die tatsächliche Windgeschwindigkeit, dadurch eine geringere Geräuschentwicklung, kein Schlagschatten.
Beim „Zweimaster“ nochmals reduzierte Gründungskosten, die Möglichkeit einer Einhausung z.B. als Scheune, die selbst die Rotordrehung verdeckt, ist gegeben.

Wing-based energy generation has advantages over the energy generated by propellers:

With the "one-master" - smaller foundations, reduced bending moments on the mast, smaller diameter of the rotor due to multi-decker wings in relation to propeller diameters. Divisible wings, therefore less effort during transport and assembly, but the more favorable statics of the wing rotor allow absolutely larger wheel diameters than with propellers, no higher air flow speed than the actual wind speed, therefore less noise, no drop shadow.
In the case of the “two-master”, start-up costs are reduced even further, and there is the possibility of housing, for example, as a barn that even hides the rotor rotation.

BezugszeichenlisteReference list

Zeichnung 1

1 - Eindecker, Ansicht stirnseitig Saugseite vertauscht mit der Druckseite Zeigt um 180° versetzte Tragflächen
2 - Draufsicht auf die Tragflächen
3 - Längsschnit durch die Welle
4 - Doppeldecker, Ansicht stirnseitig Saugseiten vertauscht mit den Druckseiten

1): Tragflächen - Saugseite
2): Tragflächen - Druckseite
3): Rotierende Welle
4): Wellenlager
5): Versetzte Winkel bewirken Auftrieb und Abtrieb und somit eine Rotation um die Wellenachse
6): Querachse - um diese Achse werden die Tragflächenanstellwinkel eingestellt
7): Trennscheibe an ihr werden die Tragflächen montiert

Zeichnung 2

5 - Seitenansicht des Windrads

3): Rotierende Welle
7): Trennscheibe - an ihr werden die Tragflächen montiert
8): Erster Satz Tragflächen, Saugseite vertauscht mit Druckseite
8A): Zweiter Satz Tragflächen, um 90° versetzt montiert
9): Erster Mast dreht sich im Fixpunkt
10): Zweiter Mast stellt sich in der Windrichtung ein und umkreist den ersten Mast
11): Rad unter dem zweiten Mast
12): Getrieberäder verbinden die Welle mit einem Generator
13): Generator dreht sich mit dem Mast mit
14): Ausrichtbare Fundamentplatte unter dem ersten Mast
15): Aussteifung zur biegefesten Einspannung beider Masten
16): Geländeoberfläche

Zeichnung 3

6

3): Rotierende Welle
10): Zweiter Mast stellt sich in der Windrichtung ein und umkreist den ersten Mast
11): Rad unter dem zweiten Mast
15): Aussteifung zur biegefesten Einspannung beider Masten
16): Geländeoberfläche
17): Untere Schwelle dient zur Absteifung und Radmontage
18): Diagonalabsteifung des fahrbaren zweiten Masts
21): Lamellentragflächen - Rotor zeigt um 90 Grad gedrehte Tragflächen
22): Drehrichtung - Drehkreis des Rotors

Zeichnung 4

7

3): Rotierende Welle
10): Zweiter Mast stellt sich in der Windrichtung ein und umkreist den ersten Mast
11): Rad unter dem zweiten Mast
11A): Beliebige Position der Räder im Kreis
13): Generator dreht sich mit dem Mast mit
14): Ausrichtbare Fundamentplatte unter dem ersten Mast
15): Aussteifung zur biegefesten Einspannung beider Masten
19): Drehpunkt des ersten Masts
20): Fahrweg der Räder für links / rechts Drehungen des zweiten Masts

Drawing 1

1 - Monoplane, front view of intake side interchanged with pressure side Shows wings offset by 180 °
2nd - Top view of the wings
3rd - longitudinal section through the shaft
4th - Double-decker, front view suction sides interchanged with the pressure sides

1): Airfoil - suction side
2): Airfoil - pressure side
3): Rotating shaft
4): Shaft bearing
5): Offset angles cause buoyancy and downforce and thus rotation around the shaft axis
6): Transverse axis - the wing angles are set about this axis
7): The wings are mounted on the cutting disc

Drawing 2

5 - Side view of the wind turbine

3): Rotating shaft
7): Cutting disc - the wings are mounted on it
8th): First set of wings, suction side interchanged with pressure side
8A): Second set of wings, installed offset by 90 °
9): The first mast rotates at the fixed point
10): The second mast adjusts in the wind direction and circles the first mast
11): Wheel under the second mast
12): Gear wheels connect the shaft to a generator
13): Generator rotates with the mast
14): Alignable foundation plate under the first mast
15): Bracing for bending-proof clamping of both masts
16): Terrain surface

Drawing 3

6

3): Rotating shaft
10): The second mast adjusts in the wind direction and circles the first mast
11): Wheel under the second mast
15): Bracing for bending-proof clamping of both masts
16): Terrain surface
17): The lower threshold is used for bracing and wheel mounting
18): Diagonal bracing of the mobile second mast
21): Blade wings - rotor shows wings turned by 90 degrees
22): Direction of rotation - turning circle of the rotor

Drawing 4

7

3): Rotating shaft
10): The second mast adjusts in the wind direction and circles the first mast
11): Wheel under the second mast
11A): Any position of the wheels in a circle
13): Generator rotates with the mast
14): Alignable foundation plate under the first mast
15): Bracing for bending-proof clamping of both masts
19): Pivotal point of the first mast
20): Travel of the wheels for left / right turns of the second mast

Claims

For propellerless wind turbines, wind turbines with wings attached to a shaft that are reversed by 180 degrees, lift side against output side. Wind forces the shaft to rotate.

For wings that are designed on both sides of the axle as two, three-decker and multi-decker.

The wings are divided into sub-areas for aerodynamic, manufacturing and transport reasons. There are several slats. The wings are built as solid bodies, but can also be made from stretched cloth and foils.

Movable wind turbines do not require larger foundations, but must be built as a two-master. A second mast on wheels runs around the first mast, which supports the shaft with the wings. The two-mast wind turbines can be enclosed and z. B. are disguised as barns. Two-masted wind turbines are also inexpensive to manufacture by private individuals, relocatable and also used in the third world.