DE2721450A1 - Wind turbine for operating electrical generator - has crown of blades on vertical rotor which are hollow body curved segments - Google Patents
Wind turbine for operating electrical generator - has crown of blades on vertical rotor which are hollow body curved segmentsInfo
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Abstract
Description
WindturbineWind turbine
Windturbine Die Erfindung betrifft eine Windturbine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Wind turbine The invention relates to a wind turbine according to the preamble of claim 1.
Die bekannteste Windturbine dieser Art ist die Savonius-Windturbine, welche zwei gerade Schaufeln hat, die über ihre Länge konstanten Querschnitt haben. Der Wirkungsgrad dieser Savonius-Windturbine liegt bei etwa 30% und ihre Umfangsgeschwindigkeit kann etwa bis zum 1,8-fachen der jeweiligen Windgeschwindigkeit betragen. Sie wird normalerweise mit vertikaler Drehachse angeordnet und ist selbstanlaufend.The most famous wind turbine of this type is the Savonius wind turbine, which has two straight blades that have constant cross-section along their length. The efficiency of this Savonius wind turbine is around 30% and its peripheral speed can be up to 1.8 times the respective wind speed. she will normally arranged with a vertical axis of rotation and is self-starting.
Eine andere bekannte Windturbine (DT-OS 2 540 757) hat einen Wirkungsgrad von etwa 30 - 35 % und ihr Rotor hat einen sehr schmalen, langen Flügel, der ein mittleres gekrümmtes Teil von stromlinienförmiger Gestalt quer zur Krümmung aufweist. Dieser Flügel wird erst dann antriebswirksam, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Flügels größer als ungefähr die 3-fache Windgeschwindigkeit ist, so daß der Rotor zunächst durch eine kleinere Savonius-Wind-Turbine auf diese Umfangsgeschwindigkeit relativ zur Windgeschwindigkeit gebracht werden muß, damit der Rotor Leistung abgibt. Das Maximum ihres Wirkungsgrades liegt vor, wenn die Flügelspitzengeschwindigkeit etwa 6-fach größer als die Windgeschwindigkeit ist und sinkt bei darüber hinaus zunehmender Flügelspitzengeschwindigkeit ab.Another known wind turbine (DT-OS 2 540 757) has an efficiency of about 30 - 35% and their rotor has a very narrow, long wing, which is a middle curved Part of streamlined shape transversely has to the curvature. This wing is only effective when the peripheral speed of the wing is greater than about 3 times the wind speed, so that the Rotor initially to this circumferential speed by a smaller Savonius wind turbine must be brought relative to the wind speed so that the rotor delivers power. The maximum of their efficiency is when the wing tip speed is about 6 times greater than the wind speed and decreases when it is above it increasing wing tip speed.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Windturbine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche hohe Wirkungsgrade zu erreichen erlaubt und auch sonstige Vorteile hat.It is an object of the invention to provide a wind turbine of the type mentioned at the outset To create a way that allows to achieve high levels of efficiency and others Has advantages.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention specified in claim 1.
Diese Windturbine läßt aufgrund bisheriger Untersuchungen wesentlich höhere Wirkungsgrade als die vorgenannten bekannten Windturbinen erreichen und hat auch zahlreiche weitere Vorteile.Based on previous investigations, this wind turbine leaves essential achieve and has higher efficiencies than the aforementioned known wind turbines also numerous other advantages.
So haben die Schaufeln infolge ihrer schalenförmigen Gestalt ausgezeichnete Eigenstabilität und können deshalb auch dünnwandig mit entsprechend geringem Gewicht ausgebildet werden. Ferner kann ohne weiteres mit Vorteil Verstellung der Anstellwinkel der Schaufeln vorgesehen werden, beispielsweise zur Erzielung maximaler Drehmomente oder Wirkungsgrade bei unterschiedlichen äußeren Bedingungen. Auch kann die Verstellbarkeit der Schaufeln und ihre Gestalt so getroffen sein, daß sie in Stellungen verschwenkbar sind, in denen sie keinen Windantrieb des Rotors mehr ergeben und der Rotor starkem Wind, wie er beispielsweise bei Sturm oder Orkan auftritt, nur minimalen Luftwiderstand entgegensetzt, so daß auch bei nicht besonders hoher Eigenstabilität des Rotors und seiner Lagerung keine Beschädigungsgefahr bei Sturm auftritt. Auch können die Schaufeln ohne weiteres für Selbstanlauf des Rotors ausgebildet sein, so daß für den Anlauf kein Hilfsantrieb vorgesehen sein muß.Thus, the blades are excellent due to their bowl-like shape Intrinsic stability and can therefore also be thin-walled with a correspondingly low weight be formed. It can also be used with advantage adjustment the angle of attack of the blades can be provided, for example to achieve maximum torques or efficiencies under different external conditions. The adjustability of the blades and their shape can also be made in such a way that that they can be pivoted into positions in which they do not have a wind drive of the rotor more and the rotor strong wind, such as in a storm or hurricane occurs, opposes only minimal air resistance, so that even with not particularly high inherent stability of the rotor and its storage no risk of damage Storm occurs. The blades can also easily start the rotor by itself be designed so that no auxiliary drive has to be provided for start-up.
Bei Aufstellung des Rotors mit vertikaler Drehachse ist er bezüglich seiner abgegebenen Leistung von der horizontalen Windrichtung unabhängig. Es kann jedoch in manchen Fällen auch vorgesehen sein, daß man ihn mit nichtvertikaler Drehachse, beispielsweise mit horizontaler Drehachse anordnet, falls dies aus irgendwelchen Gründen erwünscht sein sollte.When setting up the rotor with a vertical axis of rotation, it is with respect to its output regardless of the horizontal wind direction. It can however, in some cases it can also be provided that it can be rotated with a non-vertical axis of rotation, for example, with a horizontal axis of rotation, if this consists of any Reasons should be desirable.
Die erfindungsgemäße Windturbine läßt sich trotz ihres hohen Wirkungsgrades baulich einfach und kostengünstig realisieren und auch ohne weiteres so bauen, daß sie nur wenig Wartung benötigt. Da hohe Wirkungsgrade des Rotors bereits bei relativ niedrigen Drehzahlen erreicht werden könn,erlauben sie oft unmittelbaren Antrieb ohne Zwischengetriebe von anzutreibenden Maschinen, beispielsweise von Generatoren und Pumpen.The wind turbine according to the invention can be despite its high efficiency to realize structurally simple and inexpensive and also to build without further ado in such a way that it requires little maintenance. Since the rotor has high efficiencies already at relatively low speeds can be achieved, they often allow immediate propulsion without intermediate gear of machines to be driven, for example generators and pumps.
Die erfindungsgemäße Windturbine kann in sehr unterschiedlichen Größen gebaut und eingesetzt werden. Oft sind große Rotorabmessungen vorteilhaft. In vielen Fällen genügt es jedoch auch, relativ kleine Baugröße vorzusehen, beispielsweise zwecks Einzelantrieb von landwirtschaftlichen Pumpen oder Antrieb eines elektrischen Strom für Wärmespeicheröfen eines Einzelhauses liefernden elektrischen Generators. Sie kann auch elektrische Generatoren für andere Speisezwecke antreiben, beispielsweise zum Einspeisen von Strom in ein Versorgungsnetz oder zum Speisen von elektrischen Spaltanlagen, die Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff spalten Es ist auch möglich, den Rotor auf einem Hochspannungsmast anzuordnen und mittels ihm einen elektrischen Generator anzutreiben, dessen Strom gegebenenfalls nach Transformieren in eine Hochspannungsleitung eingespeist wird, die von diesem Mast getragen wird.The wind turbine according to the invention can be of very different sizes be built and used. Large rotor dimensions are often advantageous. In many In some cases, however, it is also sufficient to provide a relatively small size, for example for the purpose of single drive of agricultural pumps or drive of an electric one Electric generator delivering electricity for heat storage stoves in a single house. It can also drive electrical generators for other feeding purposes, for example for feeding electricity into a supply network or for feeding electrical ones Splitting plants that split water into oxygen and hydrogen It is also possible to to arrange the rotor on a high-voltage pylon and by means of it an electric To drive a generator, its electricity, if necessary, after transforming it into a high-voltage line fed in, which is carried by this mast.
Der Rotor läßt sich bei der Erfindung auch ohne weiteres so ausbilden, daß er ein ästhetisch besonders ansprechendes äußeres Erscheinungsbild hat und so die Landschaft nicht verschandelt, beispielsweise ein Aussehen ähnlich wie ein Kugelbaum hat, was man durch entsprechende Farbgebung noch unterstützen kann. Auch wenn mehrere oder viele solcher Windturbinen in relativ geringen Abständen voneinander angeordnet sind, lassen sich ästhetisch sehr befriedigende äußere Erscheinungsbilder erzielen, beispielsweise ein waldähnliches Erscheinungsbild oder dergl. Auch kann man die Rotoren an geeigneten Masten hoch über dem Erdboden anordnen, wo die Windgeschwindigkeiten größer und gleichmäßiger sind.In the invention, the rotor can also easily be designed in such a way that that it has a particularly aesthetically pleasing appearance and so on does not spoil the landscape, for example an appearance similar to a spherical tree has what you can support with appropriate coloring. Even if several or many such wind turbines are arranged at relatively short distances from one another are, aesthetically very satisfactory external appearances achieve, For example, a forest-like appearance or the like. You can also use the Place rotors on suitable masts high above the ground, where the wind speeds are larger and more even.
Man kann ferner zwei Rotoren relativ nahe nebeneinander anordnen, wenn man deren Schaufeln so anordnet, daß der eine Rotor im Uhrzeigersinn und der andere entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert, da sie sich dann luftmäßig nicht stören.You can also arrange two rotors relatively close to each other, if you arrange their blades so that one rotor clockwise and the others rotates counter-clockwise, as they then do not disturb each other in terms of air.
Wegen der durch die schalenförmigen Schaufeln bedingten hohen Eigenstabilität der Schaufe n können die Schaufeln ohne aufwendige Maßnahmen auch sehr große Abmessungen erhalten, was extrem hohe Leistungen zeitigt.Because of the high inherent stability caused by the bowl-shaped blades of the blades, the blades can also have very large dimensions without complex measures get what produces extremely high performance.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schaufeln für den Windantrieb des Rotors so angeordnet oder eingestellt sind, daß die Summe der auf die Rotordrehachse bezogenen Zentriwinkel der Schaufeln des Rotors mindestens 1800, vorzugsweise mehr als 2500 beträgt, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist. Ganz besonders vorteilhaft kann diese Summe 2600 bis 3600 oder oft auch mehr als 3600 betragen.It is particularly advantageous if the blades are used for wind propulsion of the rotor are arranged or adjusted so that the sum of the rotor axis related central angle of the blades of the rotor at least 1800, preferably more than 2500, without the invention being limited thereto. Most notably this sum can advantageously be 2600 to 3600 or often more than 3600.
Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Schaufeln des Rotors so ausgebildet ein oder 6k *t h 4 e daß sie zumindest im wesentlichen als Segmente/eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers hergestellt sind und vorzugsweise in antriebsunwirksame Stellungen verschwenkbar sind, in denen sie diesen Hohlkörper vorzugsweise zumindest nahezu lückenlos bilden. Der Hohlkörper kann besonders vorteilhaft zumindest im wesentlichen eine Kugelfläche sein, von der an beiden Polen Kugelkalotten abgeschnitten sein können . Auch andere Gestalten des Hohlkörpers kommen in Frage, vorzugsweise im wesentlichen elliptische, ovale und ähnliche Gestalten.In a particularly advantageous embodiment, the Blades of the rotor so designed a or 6k * t h 4 e that they are at least substantially are made as segments / a rotationally symmetrical hollow body and preferably are pivotable in non-driving positions in which they have this hollow body preferably form at least almost completely without gaps. The hollow body can be particularly advantageous be at least essentially a spherical surface, of both of them Poles spherical caps can be cut off. Other shapes of the hollow body as well come into question, preferably essentially elliptical, oval and similar shapes.
In vielen Fällen können die Schaufeln zweckmäßig ungefähr konstante Dicke haben, wobei es im allgemeinen besonders vorteilhaft ist, die in Rotationsrichtung vorderen Kanten der Schaufeln scharfkantig beginnen zu lassen. Auch sind in vielen Fällen aerodynamische Querschnittsprofile der Schaufeln möglich und vorteilhaft.In many cases, the blades can suitably be approximately constant Have thickness, it is generally particularly advantageous that in the direction of rotation let the front edges of the blades begin with sharp edges. Also are in many Cases of aerodynamic cross-sectional profiles of the blades are possible and advantageous.
Wenn, wie bevorzugt vorgesehen, die Anstellwinkel der Schaufeln verstellbar sind, so kann dies meist vorteilhaft erfolgen, indem man Verschwenkbarkeit der Schaufeln um relativ zum Rotor stationäre geometrische Schwenkachsen vorsieht, die besonders vorteilhaft parallel zur Drehachse des Rotors sein können, in manchen Fällen jedoch auch winkelgeneigt zur Rotordrehachse sein können.If, as preferably provided, the angle of attack of the blades is adjustable are, this can usually be done advantageously by allowing the blades to pivot to provide stationary geometric pivot axes relative to the rotor, which is particularly may advantageously be parallel to the axis of rotation of the rotor, but in some cases can also be inclined to the rotor axis of rotation.
In manchen Fällen kann mit Vorteil auch vorgesehen sein, daß die Lage der Schwenkachsen der Schaufeln relativ zur Rotordrehachse verstellbar ist und/oder, daß die Schaufeln feste Anstellwinkel haben, jedoch ihr radialer Abstand von der Rotordrehachse verstellbar ist.In some cases it can also be provided with advantage that the location the pivot axes of the blades can be adjusted relative to the rotor axis of rotation and / or, that the blades have fixed angles of attack, but their radial distance from the Rotor axis of rotation is adjustable.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine schaubildliche Schrägansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Windturbine mit vertikaler Drehachse, Fig. 2 und 3 äquatorielle Schnitte durch den Rotor nach Fig.1 in unterschiedlichen Maßstäben, wobei die Schaufeln in diesen beiden Figuren mit zwei unterschiedlichen Anstellwinkeln dargestellt sind, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Schaufeln des Rotors der Fig. 1, wobei diese Schaufeln jedoch in ihre antriebsunwirksame Stellung verschwenkt sind, in denen sie eine Hohlkugel bilden, Fig. 5 eine Seitenansicht eines Rotors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 6 einen äquatorialen Schnitt durch den Rotor nach Fig. 5, Fig. 7 eine Seitenansicht einer Windturbine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 8 eine Seitenansicht eines Rotors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 9 eine Seitenansicht einer Windturbine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in ausschnittsweiser Darstellung, Fig. 10 eine Draufsicht auf den Rotor nach Fig. 9, Fig. 11-13 Draufsichten auf einen Rotor ähnlich dem nach Fig.9, wobei seine Schaufeln sich in unterschiedlichen Stellungen befinden, Fig. 14 eine schaubildliche Schrägansicht einer Windturbine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit sechs Schaufeln, Fig. 15 die Schaufeln und Welle des Rotors der Windturbine nach Fig. 14 in Draufsicht, wobei Strömungspfeile eingezeichnet sind, Fig. 16 eine Darstellung des Rotors nach Fig. 15 ohne eingezeichnete Strömungspfeile, Fig.17-19 den Rotor nach Fig. 15 und 16, wobei jedoch die Schaufeln in andere Winkelstellungen eingestellt sind und im Falle der Fig. 18 noch Auswuchtgewichte miteingezeichnet sind, Fig. 20 je eine Draufsicht auf einen Rotor mit und 21 drei Schaufeln, die sich in unterschiedlichen Stellungen befinden, Fig. 22 einen Rotor in Draufsicht mit vier Schaufeln, wobei sich die Schaufeln in antriebsunwirksamer Stellung befinden, Fig. 23 den Rotor nach Fig. 22, wobei sich die Schaufeln in einer möglichen antriebswirksamen Stellung befinden, Fig. 24 eine Draufsicht auf einen Rotor mit zwei Schaufeln in antriebsunwirksamer Schaufelstellung, Fig. 25 den Rotor nach Fig. 24, wobei sich die Schaufeln in einer möglichen antriebswirksamen Stellung befinden, Fig. 26 eine Draufsicht auf einen Rotor mit sechs Schaufeln, wobei sich die Schaufeln in einer antriebswirksamen Stellung befinden, Fig. 27 eine ausschnittsweise, geschnittene Seitenansicht einer Windturbine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 28a eine ausschnittsweise Draufsicht auf den Rotor nach Fig. 27, Fig. 28b eine ausschnittsweise Draufsicht auf den Rotor nach Fig. 27 in antriebsunwirksamer Geschlossenstellung der Schaufeln, wobei eine Schaufel äquatorial geschnitten ist, Fig. 29 einen ÄquatorialFchnitt durch einen Rotor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, in Draufsicht Fig. 30 den Rotor nach Fig. 29 wobei der Anstellwinkel der Schaufeln geändert ist, Fig. 31 eine Draufsicht auf einen Rotor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 32 eine Seitenansicht des Rotors nach Fig. 31 mit maxiaml ausgeschwenkten Schaufeln, Fig. 33 eine Seitenansicht einer Windturbine mit Leitschaufeln, Fig. 34 einen äquatorialen Schnitt durch Rotor und Leitschaufeln der Windturbine mit Leitschaufeln Fig. 35 eine Variante der Fig. 34.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. 1 shows a diagrammatic perspective view of a first exemplary embodiment a wind turbine according to the invention with a vertical axis of rotation, Fig. 2 and 3 equatorial sections through the rotor according to Fig. 1 in different scales, the blades in these two figures with two different angles of attack Fig. 4 is a plan view of the blades of the rotor of Fig. 1, however, these blades are pivoted into their non-driving position, in which they form a hollow sphere, FIG. 5 is a side view of a rotor according to FIG a second embodiment of the invention, FIG. 6 shows an equatorial section by the rotor according to FIG. 5, FIG. 7 shows a side view of a wind turbine according to one further embodiment of the invention, FIG. 8 is a side view of a rotor according to a further exemplary embodiment of the invention, FIG. 9 is a side view a wind turbine according to a further exemplary embodiment of the invention in sections Depiction, FIG. 10 is a plan view of the rotor according to FIG. 9, 11-13 plan views of a rotor similar to that of FIG. 9, with its blades are in different positions, FIG. 14 is a diagrammatic oblique view a wind turbine according to a further embodiment of the invention with six Blades, Fig. 15 the blades and shaft of the rotor of the wind turbine according to Fig. 14 in plan view, with flow arrows being drawn in, FIG. 16 a representation of the rotor according to Fig. 15 without drawn flow arrows, Fig. 17-19 the rotor according to FIGS. 15 and 16, but with the blades set in other angular positions and, in the case of FIG. 18, balance weights are also drawn in, FIG. 20 each a top view of a rotor with and 21 three blades, which are in different Positions are located 22 shows a rotor in plan view with four Shovels, with the blades in the non-driving position, Fig. 23 shows the rotor according to FIG. 22, the blades being in a possible driving force Position, Fig. 24 is a plan view of a rotor with two blades in vane position inactive in drive, FIG. 25 shows the rotor according to FIG. 24, with the blades are in a possible drive-effective position, FIG. 26 a Top view of a rotor with six blades, with the blades in one active drive position are, FIG. 27 shows a section, in section Side view of a wind turbine according to a further embodiment of the invention, FIG. 28a shows a partial plan view of the rotor according to FIG. 27, FIG. 28b shows a A fragmentary plan view of the rotor according to FIG. 27 in the closed position which is inactive for the drive of the blades, one blade being cut equatorially, Fig. 29 shows an equatorial section through a rotor according to a further exemplary embodiment of the invention, in plan view FIG. 30 the rotor according to FIG. 29, the angle of attack of the blades is changed, FIG. 31 is a plan view of a rotor according to a further embodiment of the invention, FIG. 32 is a side view of the rotor according to FIG. 31 with the blades pivoted out maximally, FIG. 33 shows a side view of a Wind turbine with guide vanes, Fig. 34 shows an equatorial section through the rotor and Guide vanes of the wind turbine with guide vanes FIG. 35 shows a variant of FIG. 34.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Windturbine 10 weist einen Mast 15 auf, auf welchem die Welle 13 eines Rotors 11 mit vertikaler Drehachse 13' drehbar gelagert ist. Und zwar ist am Mast 15 ein Rohr 16 fest angeordnet, welches an seinem oberen Ende, und zwar in halber Höhe des Rotors 11 ein Lager 21 für die Rotorwelle 13 trägt, welche bis zum oberen Stirnende des Rotors 11 verlängert ist und am oberen Ende eine sich mit dem Rotor 11 mitdrehende Kappe oder Deckel 19 trägt, welcher in seinem Bereich eine aus dem Rotorinneren axial ausströmende Luftströmung verhindert, was sich als vorteilhaft erwiesen hat. Entsprechend trägt der Mast 15 in Höhe des unteren Stirnendes des Rotors ebenfalls eine solche Kappe, die sich jedoch nicht mit dem Rotor 11 dreht und axiales Ausströmen von Luft aus dem Rotorinneren in ihrem Bereich verhindert. Die Rotorwelle 13 ist nach unten in den Innenraum des mehrere gespreizte Füße aufweisenden Mastes 15 verlängert und ist hier an die Läuferwelle eines elektrischen Generators 20 direkt angekuppelt, welcher so durch den Rotor 11 der Windturbine 10 angetrieben wird und elektrischen Strom erzeugt. An dem mit dem Rotor rotierenden Außenring des Lagers 21 sind insgesamt sechs Arme 22 befestigt, von denen je zwei in axialer Richtung des Rotors vertikal fluchtend übereinander angeordnet sind und jedes solches Armpaar dient der schwenkbaren Halterung einer Schaufel 12 des Rotors 11 um eine zur Drehachse 13' des Rotors 11 parallele Schwenkachse 14.The wind turbine 10 shown in FIGS. 1 to 4 has a mast 15 on which the shaft 13 of a rotor 11 with a vertical axis of rotation 13 'can be rotated is stored. Namely, a tube 16 is fixedly arranged on the mast 15, which on his upper end, namely a bearing 21 at half the height of the rotor 11 for the rotor shaft 13, which extends to the upper end of the rotor 11 and at the upper end a cap or cover rotating with the rotor 11 19 carries, which in its area is an axially flowing out of the rotor interior Prevents air flow, which has been found to be beneficial. Correspondingly wears the mast 15 at the level of the lower front end of the rotor also has such a cap, which, however, does not rotate with the rotor 11 and an axial outflow of air the inside of the rotor in their area. The rotor shaft 13 is down in the interior of the mast 15 having a plurality of spread feet is extended and is here directly coupled to the rotor shaft of an electrical generator 20, which is so driven by the rotor 11 of the wind turbine 10 and electrical Generates electricity. On the outer ring of the bearing 21 rotating with the rotor are a total of six arms 22 attached, two of which are vertical in the axial direction of the rotor are aligned one above the other and each such pair of arms is used to pivot Mounting of a blade 12 of the rotor 11 around an axis of rotation 13 ′ of the rotor 11 parallel pivot axis 14.
Die in gleicher Höhe und in gleichen Winkelabständen angeordneten vorhandenen drei Schaufeln 12 sind unter sich gleich gestaltet und jeweils als Hohlkugelsegmente ausgebildet und diese drei HOhlkugelsegmente bilden in der in Fig. 4 dargestellten, antriebsunwirksamen Geschlossenstellung lückenlos und ohne überlappung eine Hohlkugel, die nur an ihren beiden Polen Öffnungen für den Durchgang der Rotorwelle 13 bzw. des Mastrohres 16 hat. Die Arme 22 sind mit ihren äußeren Enden an je eine, an der betreffenden Schaufel 12 innenseitig befestigte kurze horizontale Platte 24 drehbar angelenkt, an welche im Abstand von dieser Anlenkstelle eine Stellstange 23 angreift, so daß durch Längsverstellung der Stellstangen 23 die Schaufeln 12 um ihre Schwenkachsen 14 winkelverstellbar sind, und zwar jeweils gemeinsam um gleiche Schwenkwinkel durch entsprechende Bewegungskopplung der Stellstangen 23, die nur den oberen drei Armen 22 zugeordnet sind, so daß sie in den Fig. 2 und 3 nicht zu sehen sind.Those arranged at the same height and at the same angular intervals existing three blades 12 are designed the same and each as hollow spherical segments formed and these three spherical spherical segments form in the one shown in Fig. 4, closed position without any gaps and without overlapping a hollow ball, which only have openings for the passage of the rotor shaft 13 or of the mast tube 16 has. The arms 22 are with their outer ends to one short horizontal each attached to the inside of the relevant blade 12 Plate 24 rotatably hinged to which an adjusting rod at a distance from this articulation point 23 engages, so that the blades 12 are angularly adjustable about their pivot axes 14, in each case together by the same Pivot angle by corresponding movement coupling of the control rods 23, which only the upper three arms 22 are assigned, so that they are not to be seen in FIGS are seen.
Die vertikalen Schwenkachsen 14 der drei Schaufeln 12 liegen in diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel nahe der in Rotationsrichtung (Pfeil A) des Rotors 11 vorderen Kanten 25 der Schaufeln 12, welche Kanten 25 in nicht dargestellter Weise mit besonderem Vorteil scharfkantig beginnen können, wodurch sich der bereits ungewöhnlich große Wirkungsgrad dieses Rotors 10 noch weiter erhöhen läßt. Der radiale Abstand der Schwenkachsen 14 von der Rotordrehachse 13' beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr die Hälfte des konstanten Krümmungsradius der Schaufelinnenflächen. Die Schaufeln 12 haben ungefähr konstante Dicke, was ihre Herstellung verbilligt. In nicht dargestellter Weise kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Schaufeln aerodynamische Querschnittsprofile haben.The vertical pivot axes 14 of the three blades 12 lie in this advantageous embodiment close to the direction of rotation (arrow A) of the rotor 11 front edges 25 of the blades 12, which edges 25 in not shown Way with particular advantage can start with sharp edges, whereby the already unusually high efficiency of this rotor 10 can be increased even further. The radial The distance between the pivot axes 14 and the rotor rotation axis 13 'is in this exemplary embodiment approximately half the constant radius of curvature of the blade inner surfaces. the Blades 12 have an approximately constant thickness, which makes them cheaper to manufacture. In In a manner not shown, however, it can also be provided that the blades are aerodynamic Have cross-sectional profiles.
Die Winkelverstellung der Schaufeln 12 ermöglicht es auch, sie in die in Fig. 4 dargestellte antriebsunwirksame Stellung zu bringen, in welcher der Rotor praktisch eine Hohlkugel bildet und demzufolge dem Wind, gleichgültig aus welcher horizontalen Richtung er weht, minimalen Strömungswiderstand entgegensetzt, so daß man beispielsweise, wenn durch Sturm Beschädigungsgefahr des Rotors bestehen sollte, man die Schaufeln 12 in diese antriebsunwirksame Stellung bringen kann und dann die Windturbine keinen gefährlichen Kräften ausgesetzt ist. Auch hat dieser Rotor stets ein ästhetisch sehr gutes, gefälliges Aussehen und paßt sich so gut in jedes Landschaftsbild ein.The angular adjustment of the blades 12 also allows them to be turned into to bring the inoperative position shown in Fig. 4, in which the The rotor practically forms a hollow sphere and is therefore indifferent to the wind which horizontal direction it blows, opposes minimal flow resistance, so that, for example, if there is a risk of damage to the rotor by a storm should, you can bring the blades 12 in this inactive position and then the wind turbine is not exposed to any dangerous forces. Also this one has Rotor always has an aesthetically very good, pleasing appearance and fits so well in every landscape picture.
Die Verstellung der Anstellwinkel der Schaufeln kann ferner dazu dienen, ihre Antriebsleistung bzw. ihre Drehzahl zu regeln oder zu steuern, vorzugsweise kann sie auch dazu dienen, bei jeder auftretenden Windgeschwindigkeit den jeweils optimalen Wirkungsgrad des Rotors 11 einzustellen.The adjustment of the angle of attack of the blades can also serve to to regulate or control their drive power or their speed, preferably it can also be used for each wind speed that occurs to set optimal efficiency of the rotor 11.
In allen antriebswirksamen Stellungen sind die Schaufeln so eingestellt, daß sie durchgehend stetig vorwärts und von der Äquatorialebene aus, die senkrecht zu der Rotordrehachse in halber Höhe der Schaufeln 12 verläuft, aufwärts und abwärts durchgehend stetig einwärts gekrümmt sind.In all driving positions, the blades are set so that that they are continuous continuously forward and from the equatorial plane that is perpendicular runs to the rotor axis of rotation at half the height of the blades 12, up and down are continuously curved inwards.
Dabei sind Anstellwinkel der Schaufeln 12 besonders vorteilhaft, bei denen die jeweils vom Wind direkt beaufschlagte Schaufel 12 die von ihr geleitete Luftströmung zwischen ihr und der Rotorwelle 13 hindurch zu der ihr voreilenden Schaufel 12 diese ebenfalls antreibend lenkt. Eine solche Schaufelstellung zeigt Fig. 2.The angles of attack of the blades 12 are particularly advantageous to which the blade 12 directly acted upon by the wind is the one directed by it Air flow between her and the rotor shaft 13 through to the leading her Shovel 12 these too driving steers. Such a blade position Fig. 2 shows.
Der in den Fig. 1 - 4 dargestellte Rotor wurde anhand eines kleinen Versuchsmodelles in einem Windkanal untersucht und dieses Modell ergab bei der Schaufel stellung nach Fig. 2 einen ungewöhnlich hohen Wirkungsgrad von über 70%, und zwar bereits bei relativ niedrigen Verhältnissen von Windgeschwindigkeit zur Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 11 gemessen an den Stellen der Schaufeln 12, welche maximalen radialen Abstand von der Rotordrehachse 13' haben. Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn dieses Verhältnis Windgeschwindigkeit zu jeweils größter Umfangsgeschwindigkeit, d.h.der äquatorialen Umfangsgeschwindigkeit, ungefähr 1:1 betrug, doch ergaben auch andere Verhältnisse sehr hohe Wirkungsgrade und im allgemeinen dürfte es aufgrund der bisherigen Versuche besonders vorteilhaft sein, dieses Verhältnis etwa in den Grenzen 1:1 bis 2,5:1 vorzusehen, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist, da auch bei größeren oder kleineren Verhältnissen noch überraschend hohe Wirkungsgrade erzielbar sind.The rotor shown in FIGS. 1-4 was based on a small Test models examined in a wind tunnel and this model resulted in the shovel position according to Fig. 2 an unusually high efficiency of over 70%, namely even at relatively low ratios of wind speed to peripheral speed of the rotor 11 measured at the points of the blades 12, which are maximum radial Have a distance from the rotor axis of rotation 13 '. Particularly good results were achieved if this ratio of wind speed to the highest circumferential speed in each case, i.e. the equatorial peripheral speed, was approximately 1: 1, but also resulted in other ratios very high efficiencies and in general it should be due to of previous attempts to be particularly advantageous, this ratio approximately in the Limits 1: 1 to 2.5: 1 to be provided, without the invention being restricted thereto, because even with larger or smaller ratios still surprisingly high degrees of efficiency are achievable.
Auch zeigen die Versuche, daß, falls erwünscht, äußerst hohe Drehzahlen des Rotors erzielt werden können, doch dürfte dann der Wirkungsgrad kleiner als bei niedrigeren Drehzahlen sein. Die in Fig. 2 dargestellte Stellung der Schaufeln 12 ergab deutlich höheren Wirkungsgrad als bei der Schaufelstellung nach Fig. 3.The tests also show that, if desired, extremely high speeds of the rotor can be achieved, but then the efficiency should be less than be at lower speeds. The position of the blades shown in FIG 12 resulted in a significantly higher degree of efficiency than in the case of the blade position according to FIG. 3.
Obwohl es zweckmäßig ist, die Anstellwinkel der drei Schaufeln 12 jeweils gleich groß zu machen, gleichgültig welche Anstellwinkel eingestellt sind, können in manchen Fällen auch die drei Schaufeln 12 unterschiedliche Anstellwinkel haben.Although it is useful, the angles of attack of the three blades 12 to make each the same size, regardless of which angle of attack is set, In some cases, the three blades 12 can also have different angles of attack to have.
Die Ursache der überraschend hohen Wirkungsgrade dieser Windturbine konnte bisher noch nicht theoretisch erklärt werden.The cause of the surprisingly high efficiency of this wind turbine could not yet be explained theoretically.
Fig. 2 stellt eine maßstäbliche Zeichnung dar. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, lenkt jeweils diejenige Schaufel 12, deren Innenfläche vom Wind direkt angeströmt wird, diese sie innenseitig beaufschlagende Luftströmung auf die zu ihr voreilende Schaufel so um, daß diese Luft letztere Schaufel innenseitig beaufschlagt und auf sie ebenfalls antreibende Drehmomente ausübt. Die genauen Strömungsverhältnisse, die im Betrieb auftreten, konnten im einzelnen noch nicht untersucht werden. Obwohl es sich als günstig erwiesen hat, die Schaufeln 12 um zur Drehachse 13' parallele Schwenkachsen 14 zu verschwenken, kann ggfs. auch unveränderliche Einstellung der Schaufeln oder radiale Verstellung der Schaufeln 12 vorgesehen sein.FIG. 2 shows a scale drawing. As can be seen from FIG is, steers in each case that vane 12, the inner surface of which is directly blown against by the wind this air flow acting on it on the inside on the leading to it Shovel so that this air acts on the latter blade on the inside and on it also exerts driving torques. The exact flow conditions which occur in operation could not yet be examined in detail. Even though it has proven to be advantageous for the blades 12 to be parallel to the axis of rotation 13 ' Pivoting pivot axes 14 can, if necessary, also be the unchangeable setting of the Blades or radial adjustment of the blades 12 may be provided.
Infolge der Ausbildung der Schaufeln 12 als Hohlkugelsegmente haben ihre Innenflächen und Außenflächen jeweils konstanten Krümmungsradius.As a result of the design of the blades 12 have as hollow spherical segments their inner and outer surfaces each have a constant radius of curvature.
In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei welchem der Rotor 11 nur zwei durch je eine halbkugelförmige Schale konstanter Dicke gebildete Schaufel 12 hat, welche an zwei auf der Rotorwelle 13 befestigten Platten 19 um zur Rotorwelle 13 parallele Schwenkachsen 14 schwenkbar gelagert und mittels nicht dargestellten Verstellmitteln verschwenkbar sind, wobei wiederum zweckmäßig beide Schaufeln 12 gemeinsam um jeweils gleiche Winkel stufenlos verschwenkbar sind bis in eine antriebsunwirksame Stellung, in der sie eine Hohlkugel bilden, die nur an den beiden Polen Öffnungen für die Rotorwelle 13 hat. Bei geöffneten Schaufeln 12 verhindern die Platten 19 axiales Ausströmen von Luft aus dem Rotorinneren in ihrem Bereich, was vorteilhaft ist.5 and 6 is another embodiment of the invention shown, in which the rotor 11 only two by a hemispherical shell more constant Thick formed blade 12 has which on two plates 19 attached to rotor shaft 13 about pivot axes parallel to rotor shaft 13 14 pivotally mounted and pivotable by means of adjustment means, not shown are, in turn, expediently both blades 12 together by the same in each case Angle are infinitely pivotable up to a non-drive position, in which they form a hollow sphere with openings for the rotor shaft only at the two poles 13 has. When the blades 12 are open, the plates 19 prevent axial outflow of air from the inside of the rotor in their area, which is advantageous.
In Fig. 7 ist eine Seitenansicht einer Windturbine 10 dargestellt, deren Rotor 11 dem nach Fig. 5 und 6 mit dem Unterschied entspricht, daß die beiden gleich geformten Schaufeln 12 nicht halbkugelförmige Schalen, sondern Schalen ungefähr konstanter Dicke sind, deren Innenfläche und Außenfläche jeweils einem Halbellipsoi'J entsprechen, dessen lange Achse sich in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel parallel zur Welle 13 des Rotors 11 erstreckt. Auch diese beiden Schaufeln 12 lassen sich in eine antriebsunwirksame Stellung verschwenken, in der sie eine Hohlellipsi bilden mit Durchstoßpunkten an ihren beiden Polen für die in einem Lager am Mast 15 drehbare Rotorwelle 13. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird axialer Austritt von Luft aus dem Rotorinneren obenseitig und untenseitig durch kugelkalottenförmige Kappen 19 verhindert, was vorteilhaft ist.In Fig. 7 is a side view of a wind turbine 10 is shown, whose rotor 11 corresponds to that of FIGS. 5 and 6 with the difference that the two identically shaped blades 12 are not hemispherical shells, but shells approximately of constant thickness, the inner surface and outer surface of which each correspond to a semi-ellipsoid correspond, whose long axis is parallel in this preferred embodiment extends to the shaft 13 of the rotor 11. These two blades 12 can also be Pivot into a non-drive position in which they form a hollow ellipsoid with piercing points at its two poles for the rotatable in a bearing on the mast 15 Rotor shaft 13. In this embodiment, too, there is an axial exit of air from the inside of the rotor on the top and bottom through spherical caps 19 prevents what is beneficial.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 hat der Rotor 11 ebenfalls zwei schalenförmige Schaufeln 12, die in Richtung der Rotorwelle 13 relativ langgestreckt sind und wie folgt aufgebaut sind: Wenn die beiden Schaufeln 12 um ihre durch Lagerzapfen an Platten 19 qebildeten Schwenkachsen 14 in ihre antriebsunwirksame Stellung verschwenkt sind, bilden sie mit Ausnahme der Durchstoßpunkte für die Rotorwelle 13 zusammen einen geschlossenen Hohlkörper ungefähr konstanter Wandstärke, der einen mittleren kreiszylindrischen Längsabschnitt hat, an dessen beiden Stirnseiten Halbkugelflächen anschließen, deren konkaven Seiten innenseitig des Rotors 11 sind. Die Längsachse dieses Rotationshohlkörpers fällt in die Drehachse des Rotors 11 und diese beiden Schalen können dadurch entstanden gedacht werden, indem man diesen Rotationshohlkörper entlang einer durch die Rotordrehachse bestimmten Ebene halbiert. Die Länge des zylindrischen Abschnittes relativ zu der axialen Länge der halbkugelflächenartigen Endabschnitte kann unterschiedlich sein und ist so zu treffen, daß ebenfalls ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden kann.In the embodiment of FIG. 8, the rotor 11 also has two bowl-shaped blades 12, which are relatively elongated in the direction of the rotor shaft 13 are and are constructed as follows: When the two blades 12 around their by trunnions pivot axes 14 formed on plates 19 are pivoted into their non-driving position are, they form together with the exception of the piercing points for the rotor shaft 13 a closed hollow body of approximately constant wall thickness, the middle has a circular cylindrical longitudinal section, on the two end faces of which have hemispherical surfaces connect whose concave sides are on the inside of the rotor 11. The longitudinal axis this rotary hollow body falls into the axis of rotation of the rotor 11 and these two Shells can be thought of as having arisen by making this hollow body of revolution halved along a plane determined by the rotor axis of rotation. The length of the cylindrical portion relative to the axial length of the hemispherical surface-like End sections can be different and is to be taken so that also a high efficiency can be achieved.
Obwohl es im allgemeinen besonders vorteilhaft ist, wenn die Schaufeln, gleichgültig ob zwei oder mehr Schaufeln vorgesehen sind, in ihren geschlossenen Stellungen einen rotationssymmetrischen Hohlkörper bilden, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. So können in vielen Fällen die Schaufeln in ihren antriebsunwi rk samen Stellungen zwischen sich lichte Abstände lassen oder sich überlappen.Although it is generally particularly advantageous if the blades, regardless of whether two or more blades are provided in their closed Positions form a rotationally symmetrical hollow body, the invention is based on this not restricted. In many cases, the blades can be used in their drive units Leave clear gaps between each position or overlap.
Auch sind ebenfalls gute Ergebnisse erzielbar, wenn die Schaufeln an mindestens einem ihrer Stirnenden gegenüber den dargestellten Ausführungsbeispielen gekürzt sind.Good results can also be achieved if the blades at at least one of their end faces compared to the illustrated embodiments are shortened.
Auch zahlreiche andere Abwandlungen kommen infrage. So können die Schaufeln oft Segmente von nicht rotationssymmetrischen Hohlkörpern sein. Oder es kann oft auch vorgesehen sein, daß die Schaufeln nicht auf beide axialen Enden zu, sondern nur auf ein axiales Ende einwärts gekrümmt sind, bspw. der Rotor durch die obere Hälfte eines der dargestellten Rotoren gebildet ist.Numerous other variations are also possible. So they can Blades often be segments of non-rotationally symmetrical hollow bodies. Or it it can often also be provided that the blades do not approach both axial ends, but are curved inward only on one axial end, for example. The rotor by the upper half of one of the rotors shown is formed.
Wesentlich ist jedoch, daß die Schaufeln in axialer Richtung auf mindestens einem Teilbereich auf mindestens ein axiales Ende zu einwärts verlaufen.However, it is essential that the blades in the axial direction at least a partial area to at least one axial end extend inward.
In den Fig. 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windturbine 10 dargestellt, deren Rotor 11 einen Kranz von vier gleich ausgebildeten Schaufeln 12 hat und jede Schaufel 12 bildet ein nahezu von Pol zu Pol einer Kugelfläche reichendes Kugelflächensegment, dessen Zentriwinkel ungefähr 900 beträgt. Diese vier Schaufeln 12 sind also durch Schwenken um die Schwenkachsen 14 in antriebsunwirksame Ruhestellungen verschwenkbar, in der sie eine Hohlkugel bilden, deren Längsachse in die Achse der Rotorwelle 13 fällt und durch Herausschwenken der Schaufeln 12 aus diesen Grenzstellungen werden die Schaufeln 12 in antriebswirksame Stellungen verschwenkt. Die in Fig. 10 dargestellte antriebswirksame Stellung der Schaufeln 12 war ebenfalls im Windkanal untersucht worden und erbrachte außerordenlichen hohen Wirkungsgrad. Es versteht sich, nUn auch bei anderen Anstellwinklen der Schaufeln 12 sehr hohe Wirkungsgrade erzielt werden und der oder die jeweils günstigten Anstellwinkel durch Versuche leicht zu ermitteln sind.9 and 10 is a further embodiment of one according to the invention Wind turbine 10 shown, the rotor 11 of which has a ring of four identically formed Has blades 12 and each blade 12 forms an almost pole-to-pole surface of a sphere Reaching spherical surface segment, the central angle of which is approximately 900. These four blades 12 are so inactive by pivoting about the pivot axes 14 Pivotable rest positions, in which they form a hollow sphere, the longitudinal axis of which falls into the axis of the rotor shaft 13 and by pivoting out the blades 12 from these limit positions, the blades 12 are in driving-effective positions pivoted. The driving position of the blades shown in FIG. 10 12 had also been examined in the wind tunnel and produced extraordinarily high results Efficiency. It goes without saying, nUn also with other angles of attack of the blades 12 very high degrees of efficiency can be achieved and the respective favorable angle of attack can be easily determined by experiment.
Die Schwenkachsen 14 der Schaufeln 12 bilden Mantellinien einer zur Rotorwelle 13 koaxialen geometrischen Zylinderfläche, deren Radius hier etwa dem 0,6-fachen Radius der Schaufelinnenfläche entspricht und diese Schwenkachse 14 liegt ferner in einer die betreffende Schaufel in axialer Richtung halbierenden Ebene.The pivot axes 14 of the blades 12 form surface lines of a to Rotor shaft 13 coaxial geometric cylindrical surface, the radius of which here is approximately the 0.6 times the radius of the inner surface of the blade and this pivot axis 14 lies also in a plane bisecting the blade in question in the axial direction.
In Fig. 9 und 10 überlappen sich die bezogen auf die Rotationsrichtung (Pfeil A) des Rotors 11 vorderen Endbereiche der Schaufeln auf einem mittleren Bereich der Höhe der Schaufeln 12, und hierdurch bilden benachbarte Schaufeln 12 je einen in den die Rotorwelle 13 innenseitig der Schaufeln 12 umfassenden Raumbereich mündenden konvex-konkaven Trichter 27, wobei die aus diesen Trichtern 27 ausströmende Luft die jeweils in Drehrichtung des Rotors vor dem betreffenden Trichter 27 befindliche Schaufel 12 innenseitig beaufschlagt, und zwar mit infolge der starken Erhöhung der Luftströmungsgeschwindigkeit durch die Innenflächen der Schaufeln hoher Anströmgeschwindigkeit. Es dürfte sich um die Rotorwelle 13 eine zirkulierende Luftströmung hoher Strömungsgeschwindigkeit ausbilden.In FIGS. 9 and 10, the overlap with respect to the direction of rotation (Arrow A) of the rotor 11, front end regions of the blades on a central region the height of the blades 12, and thereby adjacent blades 12 each form one into the space area encompassing the rotor shaft 13 on the inside of the blades 12 convex-concave funnel 27, the air flowing out of these funnels 27 which is located in front of the respective funnel 27 in the direction of rotation of the rotor Blade 12 acted on the inside, with due to the strong increase the air flow velocity through the inner surfaces of the blades at a high flow velocity. A circulating air flow of high flow velocity should be around the rotor shaft 13 form.
Ferner sind die Schaufeln 12 in allen Antriebsstellungen durchgehend vorwärts einwärts und von der Äquatorebene aus durchgehend aufwärts und abwärts einwärts gekrümmt.Furthermore, the blades 12 are continuous in all drive positions forward inward and continuously up and down from the equatorial plane curved inward.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 sind die Schwenkachsen 14 der Schaufeln so angeordnet, daß bei dem dargestellten Anstellwinkel die in Rotationsrichtung vorderen Schaufelkanten in durch die Drehachse des Rotors 11 gehende vertikale Ebenen fallen, wogegen in Fig. 11 bis 13 ein Rotor 11 dargestellt ist, dessen Schaufeln 12 ebenfalls wie in Fig. 9 und 10 Viertelsegmente derselben Kugelschale sind, jedoch sind ihre Schwenkachsen 14 so angeordnet, daß bei dem in Fig. 11 dargestellten Anstellwinkel, welcher dem nach Fig. 10 entspricht, die in Rotationsrichtung vorderen Kanten der Schaufeln 12 erheblichen Abstand von der zu ihnen jeweils parallelen, durch die Rotordrehachse gehenden Ebene haben. Die Anstellwinkel der Schaufeln 12 sind ebenfalls verstellbar, sh. Fig. 11-13.In the embodiment of FIG. 10, the pivot axes 14 are the Blades arranged so that at the angle of attack shown in the direction of rotation front blade edges in through the axis of rotation of the Rotor 11 going vertical planes fall, whereas in Fig. 11 to 13 a rotor 11 is shown, its blades 12 also as in Fig. 9 and 10 quarter segments of the same spherical shell are, however, their pivot axes 14 are arranged so that in the one shown in FIG Angle of attack, which corresponds to that of FIG. 10, the front one in the direction of rotation Edges of the blades 12 are at a considerable distance from the parallel to them, have plane going through the rotor axis. The angles of attack of the blades 12 are also adjustable, see Fig. 11-13.
Im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 11 kann die ins Innere des Rotors 11 durch den ihn antreibenden Wind eingeblasene Luft aus dem Rotorinneren leichter entweichen als im Falle des Ausführungsbeispieles nach Fig. 10, so daß man aus diesen beiden Ausführungsbeispielen an einem Beispiel ersieht, daß man durch Änderung der Lage der Schwenkachsen 14 der Schaufeln 12 Einfluß auf die Luftströmungen im Rotorinneren nehmen kann und man kann dann von Fall zu Fall durch Versuche leicht feststellen, welche Lage der Schwenkachsen 14 der Schaufeln und welcher oder welche Schaufeleinstellwinkel die jeweils höchsten Wirkungsgrade erzielen lassen.In the case of the embodiment according to FIG. 11, the inside of the rotor 11 blown in from the rotor interior by the wind driving it escape more easily than in the case of the embodiment of FIG. 10, so that one can see from an example of these two exemplary embodiments that one through Change in the position of the pivot axes 14 of the blades 12 influence the air currents can take inside the rotor and you can then easily through experiments on a case-by-case basis determine which position of the pivot axes 14 of the blades and which or which The blade pitch angle can achieve the highest levels of efficiency in each case.
In Fig. 13 ist eine Draufsicht auf den Rotor nach Fig. 11 und 12 dargestellt und man erkennt, daß diese antriebsunwirksame Stellung des Rotors 11 derart ist, daß seine vier Schaufeln 12 lückenlos eine Hohlkugel bilden die nur an ihren Polen durch die Rotorwelle 13 durchdrungen ist.13 shows a plan view of the rotor according to FIGS. 11 and 12 and it can be seen that this inactive position of the rotor 11 is such, that its four blades 12 form a hollow sphere without gaps only at their poles is penetrated by the rotor shaft 13.
Die in Fig. 14 - 19 dargestellte Windturbine 10, deren Rotor 11 einen im Mast 15 angeordneten Generator 20 antreibt, weist sechs Schaufeln 12 auf, die in ihren antriebsunwirksamen Stellungen (Fig. 19) aneinander angrenzende Abschnitte einer gemeinsamen Kugelfläche sind, deren Achse mit der Achse der Welle 13 des Rotors 11 zusammenfällt. Und zwar lassen sich diese Schaufeln 12 gemäß Fiy. 19 in antriebsunwirksame Stellungen um ihre Schwenkachsen verstellen, in denen sie zusammen mit stirnseitigen Endscheiben 19,an denen sie schwenkbar angelenkt sind, einen geschlossenen Rotationshohlkörper bilden, der die Gestalt einer Kugelfläche mit polseitig abgeschnittenen gleich großen Kugelkalotten hat. Die abgeschnittenen Kugelkalotten sind durch die auf der Welle 13 fest angeordneten ebenen Platten 19 ersetzt, welche stirnseitige Abschlüsse des Rotors 11 bilden und durch die aus Fig. 19 ersichtlichen, zu den Platten 19 tangentialen vertikalen sechs Schnittebenen ist der verbleibende Kugelflächenbereich in die sechs Schaufeln unterteilt, deren Schwenkachsen 14 durch die in Rotationsrichtung vordersten inneren Spitzen der Schaufeln 12 parallel zur Rotorwelle 13 gehen. Die Anstellwinkel der Schaufeln lassen sich gemeinsam gleichsinnig und um jeweils gleiche Beträge stufenlos zwischen der geschlossenen Stellung (Fig. 19) der Schaufeln und ihrer maximalen Offenstellung (Fiy. 17) verstellen.The wind turbine 10 shown in FIGS. 14-19, the rotor 11 of which has a In the mast 15 arranged generator 20 drives, has six blades 12, the in their non-driving positions (Fig. 19) adjoining sections a common spherical surface, whose axis coincides with the axis of the shaft 13 of the rotor 11 coincides. In fact, these blades 12 according to FIG. 19 in non-effective Adjust positions around their pivot axes, in which they together with frontal End plates 19, on which they are pivotably articulated, a closed rotary hollow body form, which has the shape of a spherical surface with the same size cut off on the pole side Has spherical caps. The cut spherical caps are through those on the shaft 13 fixed flat plates 19 replaced, which end-face closures of the Form the rotor 11 and tangential to the plates 19 by means of the ones shown in FIG vertical six cutting planes is the remaining spherical surface area in the six Shovels divided, the pivot axes 14 by the foremost in the direction of rotation inner tips of the blades 12 go parallel to the rotor shaft 13. The angle of attack the blades can be used together in the same direction and by the same amount continuously between the closed position (Fig. 19) of the blades and theirs Adjust the maximum open position (Fig. 17).
Zwei Zwischenstellungen sind in Fig. 16 und 18 dargestellt.Two intermediate positions are shown in FIGS.
In Fig. 18 sind noch Auswuchtgewichte 29 miteingezeichnet, welche fest mit den Schaufeln 12 verbunden sind und bewirken, daß der Schwerpunkt der aus Schaufel 12 und dem Auswuchtgewicht 29 bestehenden Masse in die Schwenkachse 14 dieser Schaufel 12 fällt, damit die beim Drehen des Rotors 11 auftretende Zentrifugalkräfte kein Drehmoment um die Schwenkachse 14 der Schaufel 12 erzeugen.In Fig. 18, balance weights 29 are also drawn in, which are firmly connected to the blades 12 and cause the center of gravity of the out Shovel 12 and the Balance weight 29 existing mass in the Pivot axis 14 of this blade 12 falls, so that when the rotor 11 rotates Centrifugal forces do not generate any torque about the pivot axis 14 of the blade 12.
In Fig. 15 ist ein mit Hilfe von Fäden aufgenommenes Strömungsbild der Luftströmung dargestellt, wie sie bei stillstehendem Rotor 11 in dessen Äquatorebene auftritt, wenn er durch eine horizontale Luftströmung senkrecht zur Rotordrehachse 14 angeströmt wird. Wie man erkennt, entsteht im Inneren des Rotors 11 um seine Welle 13 eine Zirkulationsströmung und ferner dürftendie im Rotorinneren strömenden Luftströmungen gleichzeitig auf alle Schaufeln in Rotationsrichtung des Rotors antreibende Drehmomente erzeugen. Bei der Rotation des Rotors ändern sich selbstverständlich die Luftströmungen, was noch nicht meßtechnisch aufgenommen wurde.15 is a flow image recorded with the aid of threads the air flow is shown as it is when the rotor 11 is stationary in its equatorial plane occurs when it is caused by a horizontal air flow perpendicular to the rotor axis of rotation 14 is flowed against. As can be seen, arises inside the rotor 11 around his Shaft 13 a circulating flow and furthermore those flowing inside the rotor Air currents simultaneously driving all the blades in the direction of rotation of the rotor Generate torques. Of course, they change as the rotor rotates the air currents, which has not yet been recorded.
Der Radius der Platten 19 entspricht in diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ungefähr dem halben Krümmungsradius der Schaufeln.The radius of the plates 19 corresponds in this advantageous embodiment about half the radius of curvature of the blades.
In Fig. 20 ist eine Draufsicht auf einen Rotor 11 in der geschlossenen Stellung seiner Schaufeln 12 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem die Schaufeln 12 wieder Abschnitte eines Hohlkörpers sind, vorzugsweise einer Kugelfläche. Es sind drei Schaufeln vorhanden, die um Schwenkachsen 14 schwenkbar sind, die es ermöglichen, diese Schaufeln 12 in unterschiedliche Anstellwinkel zu verstellen, wobei eine Möglichkeit in Fig. 21 dargestellt ist. Diese Schaufeln 12 sind an dreieckförmige Endplatten 19 des Rotors 11 in der Nähe deren Ecken angelenkt und diese Schwenkachsen 14 befinden sich hier in der Nähe der vorderen Kanten der Schaufeln 12.In Fig. 20 is a plan view of a rotor 11 in the closed Position of its blades 12 shown according to a further embodiment, in which the blades 12 are again sections of a hollow body, preferably a spherical surface. There are three blades which can be pivoted about pivot axes 14 are that make it possible to use these blades 12 at different angles of attack adjust, one possibility being shown in FIG. These blades 12 are on triangular end plates 19 of the rotor 11 in the vicinity hinged their corners and these pivot axes 14 are here in the vicinity the leading edges of the blades 12.
Jede Schaufel ist im Falle konstanten Krümmungsradius nahezu eine Kugelkalotte.Each blade is almost one in the case of a constant radius of curvature Spherical cap.
In den Fig. 22 und 23 ist ein Rotor 11 mit vier Schaufeln 12 dargestellt, die ebenfalls Abschnitte einer gemeinsamen Kugelfläche sein können und gemäß Fig. 22 durch je zwei zueinander verlaufende rechtwinklig /Schnittebenen aus der Kugelfläche ausgeschnitten sind, die tangential zu dem in die stirnseitigen Kappen 19 eingezeichneten Kreis verlaufen. An den inneren, in Rotationsrichtung des Rotors 11 vorderen Ecken dieser Schaufeln 12 gehen die zur Rotordrehachse parallelen Schwenkachsen 14 der Schaufeln 12 hindurch. Ein möglicher Anstellwinkel dieser Schaufeln ist in Fig. 23 dargestellt, doch dürfte man im Betrieb die Anstellwinkel der Schaufeln 11 wohl meist zweckmäßig kleiner als in Fig. 23 dargestellt einstellen, da der maximale Wirkungsgrad bei kleineren Einstellwinkeln auftreten dürfte.In FIGS. 22 and 23, a rotor 11 with four blades 12 is shown, which can also be sections of a common spherical surface and according to Fig. 22 through two mutually perpendicular / sectional planes from the spherical surface are cut out, which are tangential to the one drawn in the end caps 19 Run in a circle. At the inner corners at the front in the direction of rotation of the rotor 11 of these blades 12 go to the pivot axes 14 parallel to the rotor axis of rotation Blades 12 through. A possible angle of attack of these blades is shown in Fig. 23, but the angle of incidence of the blades 11 should probably be used during operation mostly expediently set smaller than shown in Fig. 23, since the maximum Efficiency is likely to occur at smaller setting angles.
Der in Fig. 24 und 25 dargestellte Rotor 11 kann wie der Rotor 11 nach den Fig. 5 und 6 aus zwei Schaufeln 12 bestehen, von denen jede ungefähr eine Halbkugelfläche darstellt und der einzige Unterschied zu Fig. 5 und 6 besteht in diesem Fall darin, daß die nicht dargestellten Schwenkachsen dieser beiden Schaufeln 12 so getroffen sind, daß jede ihrer einstellbaren Stellungen aus einer Parallelverschiebung und hierzu senkrechter Verschiebung entstanden gedacht ist, so daß auch ihre Abstände zur Rotorwelle 13 verstellbar sind.The rotor 11 shown in FIGS. 24 and 25 can be like the rotor 11 5 and 6 consist of two blades 12, each of which is approximately one Represents hemispherical surface and the only difference from Figs. 5 and 6 is in in this case, that the pivot axes, not shown, of these two blades 12 are made so that each of its adjustable positions from a parallel shift and this perpendicular displacement is thought to have arisen, so that their distances too to the rotor shaft 13 are adjustable.
Der in den Fig. 27, 28a, 28b dargestellte Rotor 11 einer Windturbine 10 weist einen Kranz von zwölf unter sich gleich ausgebildeten Schaufeln 12 auf, die ebenfalls 40 Abschnitte einer Kugelfläche/und um Schwenkachsen 14 verstellbar sind.The rotor 11 of a wind turbine shown in FIGS. 27, 28a, 28b 10 has a ring of twelve blades 12 of the same design, which are also 40 sections of a spherical surface / and adjustable about pivot axes 14 are.
In Fig. 28b ist ihre Geschlossenstellung anhand von Schaufeln 12 dargestellt, von denen eine äquatorial geschnitten ist und in Fig. 28a ist eine mögliche Offenstellung anhand von vier Schaufeln 12 dargestellt.In Fig. 28b their closed position is shown by means of blades 12, one of which is cut equatorially and in Fig. 28a is a possible open position represented by four blades 12.
Die Schaufeln 12 sind zur Äquatorebene des Rotors 11, die senkrecht auf der Drehachse steht, symmetrisch, haben jedoch keine vertikal Symmetrieebene.The blades 12 are to the equatorial plane of the rotor 11, which is perpendicular stands on the axis of rotation, symmetrically, but have no vertical plane of symmetry.
In halber Höhe der Schaufeln 12 ist an ihnen je ein Arm 30 befestigt, deren inneren Enden an eine auf der Rotorwelle 13 drehbare Scheibe 31 und weiter außen an eine auf der Welle 13 befestigte Platte 32 angelenkt sind, so daß die Schaufeln 12 durch Drehen der Scheibe 31 winkelverstellbar sind. Ferner sind die Schaufeln 12 an ihren axialen Enden noch an Abdeckkappen 19 angelenkt, um ihre Stabilität zu verbessern. Die Abdeckkappen 19 verhindern in ihrem Bereich auch axialen Luftaustritt aus dem Rotor 11.Halfway up the blades 12, an arm 30 is attached to each of them, their inner ends to a rotatable on the rotor shaft 13 disc 31 and further are externally hinged to a fixed on the shaft 13 plate 32, so that the blades 12 can be adjusted in angle by turning the disk 31. Further are the blades 12 articulated at their axial ends to cover caps 19 to ensure their stability to improve. The cover caps 19 also prevent axial air leakage in their area from the rotor 11.
In den Fio. 29 und 30 ist ein Ausführungsbeispiel eines Rotors 11 dargestellt, dessen sechs Schaufeln 12 ebenfalls zweckmäßig die Gestalt von Segmenten einer vqrr vys Weise rotationssymmetrischen Fläche,/einer Kugelfläche Sein 12 können, wobei jedoch diese Schaufeln/sich in Drehrichtung des Rotors 11 überlappen, d.h. bezogen auf die Drehachse des Rotors Zentriwinkel haben, die größer als 600 sind.In the Fio. 29 and 30 is an embodiment of a rotor 11 shown, the six blades 12 also expediently the shape of segments a vqrr vys way rotationally symmetrical surface / a spherical surface can be 12, however, these blades / blades overlap in the direction of rotation of the rotor 11, i.e. have central angles greater than 600 in relation to the axis of rotation of the rotor.
Der von jeder Schaufel überfaßte Zentriwinkel ihrer zugeordneten, sie erzeugenden rotationssymmetrischen Fläche beträgt in diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel 900, so daß in der in Fig. 29 dargestellten Geschlossenstellung dieser Schaufeln sich jede Schaufel mit jeder ihr benachbarten Schaufel um jeweils ca. 300 überlappt. Diese Überlappung ist in Fig. 30 kleiner geworden. Der radiale Abstand der Schwenkachsen 14 dieser Schaufeln von der Achse der Rotorwelle 13 entspricht ungefähr dem halben Radius der Krümmung der einzelnen Schaufeln 12 und ferner liegt jede Schwenkachse 14 ungefähr in der Ebene, die durch die in Rotationsrichtung vordere kreisbogenförmige Kante der Schaufel 12 bestimmt ist. Auch dieser Rotor hat ausgezeichnete Wirkungsgrade.The central angle of theirs encompassed by each shovel assigned, in this advantageous exemplary embodiment, the rotationally symmetrical surface that generates it 900, so that in the closed position of these blades shown in FIG each blade overlaps each adjacent blade by approximately 300. This overlap has become smaller in FIG. The radial distance between the pivot axes 14 of these blades from the axis of the rotor shaft 13 corresponds approximately to half that Radius of curvature of the individual blades 12 and also each pivot axis 14 approximately in the plane formed by the circular arc-shaped at the front in the direction of rotation Edge of the blade 12 is determined. This rotor also has excellent efficiencies.
Der auf einem Mast 15 angeordnete Rotor 11 nach den Fig. 31 und 32 hat einen Kranz von drei Schaufeln 12, von denen jede einer Halbhohlkugel entspricht, so daß in der in Fig. 31 voll ausgezogen dargestellten Geschlossenstellung dieser Schaufeln 12 sich jede Schaufel 12 mit jeder benachbarten Schaufel 12 um ungefähr 60° überlappt. Die Anstellwinkel der Schaufeln können gemeinsam zwischen der in Fig. 31 voll dargestellten Geschlossenstellung und der in Fig. 31 strichpunktiert dargestellten maximalen Offenstellung stufenlos verstellt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein durch den Rotor 11 anzutreibender Generator 20 seitlich neben dem Mast 15 an diesem befestigt und wird über ein Zahnradgetriebe 33 von der Rotorwelle 13 aus ins Schnelle übersetzt angetrieben.The rotor 11 arranged on a mast 15 according to FIGS. 31 and 32 has a ring of three blades 12, each of which corresponds to a hemisphere, so that in the closed position shown in full in FIG. 31 this Vanes 12 each vane 12 with each adjacent vane 12 by approximately 60 ° overlaps. The angle of attack of the blades can be varied between the in FIG. 31 the fully illustrated closed position and that in FIG. 31 with dash-dotted lines The maximum open position shown can be adjusted continuously. In this embodiment is a generator 20 to be driven by the rotor 11 to the side of the mast 15 attached to this and is via a gear 33 from the rotor shaft 13 translated into high speed driven.
Ein am Mast 15 angeordnetes Lager 21 für die Rotorwelle 13 ist hier ebenfalls in halber Höhe des Rotors 11 angeordnet, was besonders zweckmäßig ist. Die Schaufeln 12 sind an zwei innenseitig des Rotors 11 befindlichen Platten 32 schwenkbar angelenkt und die Lage ihrer Schwenkachsen 14 ist aus Fig. 31 ersichtlich. Die Winkelverstellung der Schaufeln erfolgt über eine drehbare Scheibe 31, an die die Schaufeln mitangelenkt sind.A bearing 21 arranged on the mast 15 for the rotor shaft 13 is here also arranged halfway up the rotor 11, which is particularly useful. The blades 12 are on two plates 32 located on the inside of the rotor 11 pivotably articulated and the position of their pivot axes 14 is off 31 can be seen. The angle of the blades is adjusted using a rotatable one Disk 31 to which the blades are articulated.
In den meisten Ausführungsbeispielen sind die Schaufeln Abschnitte von Kugelflächen, doch ist anhand einiger Ausführungsbeispiele gezeigt, daß auch Abweichungen von solchen Kugelflächenabschnitten vorgesehen werden können.In most embodiments, the blades are sections of spherical surfaces, but it is shown on the basis of some embodiments that also Deviations from such spherical surface sections can be provided.
Ferner sind in allen Ausführungsbeispielen die Schaufeln so gestaltet, daß sie in ihren geschlossenen Stellungen sich überlappen oder zumindest nahezu luckenlos aneinander anschließen und so in ihren Geschlossenstellungen einen Hohlkörper ergeben, der besonders zweckmäßig rotationssymmetrisch sein kann, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist. Es kann in manchen Fällen auch vorgesehen sein, daß die Schaufeln in ihren antriebsunwirksamen Stellungen Lücken zwischen sich frei lassen, die vorzugsweise geringere Breite als die Schaufeln haben können.Furthermore, in all exemplary embodiments, the blades are designed in such a way that that in their closed positions they overlap, or at least nearly overlap Connect to each other without gaps and thus create a hollow body in their closed positions result, which can be particularly expediently rotationally symmetrical without the invention is limited to this. In some cases it can also be provided that the Leave the blades free in their inactive positions, which can preferably have a smaller width than the blades.
Auch andere Abwandlungen und Anordnungen der Schaufeln sind möglich, die ebenfalls zu hohen Wirkungsgraden führen, bspw. Schaufeln,die keine Symmetrieebene haben.Other modifications and arrangements of the blades are also possible, which also lead to high efficiencies, for example blades that do not have a plane of symmetry to have.
Wenn man die Leistung des Rotors der Windturbine ohne Änderung des Rotors erhöhen will, kann man mindestens eine seinem Umfang gegenüberstehende stationäre Leitschaufel vorsehen. Zwei Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 33 bis 35 dargestellt. In den Fig. 33 und 34 hat der Rotor 11 zwei Schaufeln 12,die in Form von hohlen Halbkugeln ausgebildet sind wie in Fig. 5 und 6.If you consider the power of the wind turbine rotor without changing the If you want to increase the rotor, you can have at least one stationary one opposite its circumference Provide guide vane. Two exemplary embodiments are shown in FIGS. 33 to 35. 33 and 34, the rotor 11 has two blades 12 which are in the form of hollow Hemispheres are designed as in FIGS. 5 and 6.
Diesem Rotor 11 stehen drei Leitschaufeln 16' stationär gegenüber, die an Platten 36 schwenkbar angelenkt sind und deren Anstellwinkel in nicht näher dargestellter Weise zweckmäßig verstellbar sein können, um unterschiedliche Drehmomente oder Drehzahlen des Rotors 11 durch Verändern ihrer Anstellwinkel erzielen zu können. Es ist dabei oft zweckmäßig, die Anstellwinkel der Schaufeln 12 des Rotors 11 unveränderlich vorzusehen. Diese stationären Leitschaufeln 16' sind hier als Kugelflächensegmente ausgebildet, die einen Zentriwinkel von je 1200 haben und so aus einer Kugel ausgeschnitten gedacht sein können, die den Rotor 11 in geringem Abstand umfaßt, so daß diese Leitflächen 16' durch Schwenken um ihre zur Rotorwelle 13 parallelen Schwenkachsen 37 zu einer geschlossenen Hohlkugel zusammengefügt werden können, die den Rotor 11 gegen Wind abschirmt, um beispielsweise bei Sturm Beschädigungen des Rotors 11 zu verhindern.Three guide vanes 16 'are stationary opposite this rotor 11, which are pivotably articulated on plates 36 and their angle of incidence in no more detail illustrated manner can be appropriately adjustable to different Torques or to be able to achieve speeds of the rotor 11 by changing their angle of attack. It is often expedient here for the angle of attack of the blades 12 of the rotor 11 to be unchangeable to be provided. These stationary guide vanes 16 'are here as spherical surface segments formed, which each have a central angle of 1200 and so cut out of a sphere can be thought, which includes the rotor 11 at a small distance, so that these guide surfaces 16 'by pivoting about their pivot axes 37 parallel to the rotor shaft 13 to form a closed hollow ball can be joined together, the rotor 11 against the wind shields in order to prevent damage to the rotor 11, for example in the event of a storm.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 35 sind ebenfalls drei stationäre, winkelverschwenkbare Leitschaufeln 16' vorhanden, deren Schwenkachsen mit 37 bezeichnet sind, die also relativ nahe an der Drehachse 13 des Rotors 11 liegen. Der Rotor 11 weist drei Schaufeln,12 auf, von denen jede ein Segment einer Kugelflächeiist, das sich über einen Zentriwinkel von ca. 1500 erstreckt. Jede solche Schaufel 12 ist aus der zugeordneten Kugelfläche durch zwei Schnittebenen gedacht erzeugt zu denken, die durch die Längsachse der Kugelfläche gehen und einen Winkel von etwa 150° einschließen. Die Leitschaufeln 16' erstrecken sich über einen Zentriwinkel von jeweils 1200 bezogen auf die zu erzeugende Kugel und können durch Schwenken ebenfalls zu einer Kugelfläche zusammengefügt werden, die den Rotor 11 gegen Windeinfluß abschirmt. In ihren Betriebsstellungen erhöhen diese Leitschaufeln 16' ebenfalls die Windgeschwindigkeit im Bereich des Rotors 11 erheblich und vergrößern so seine antriebswirksame Leistung.In the embodiment according to FIG. 35, three stationary, Angularly pivotable guide vanes 16 ′ are provided, the pivot axes of which are denoted by 37 which are therefore relatively close to the axis of rotation 13 of the rotor 11. The rotor 11 has three blades, 12, each of which is a segment of a spherical surface, which extends over a central angle of approx. 1500. Each such shovel 12 is intended to be generated from the assigned spherical surface through two cutting planes think that go through the longitudinal axis of the spherical surface and make an angle of about Include 150 °. The guide vanes 16 'extend over a central angle of 1200 each based on the ball to be generated and can be swiveled are also joined together to form a spherical surface, which the rotor 11 against the influence of wind shields. In their operating positions, these guide vanes 16 'also increase the wind speed in the area of the rotor 11 considerably and thus increase its drive effective performance.
Im Falle von als Hohlkugelsegmente ausgebildeten Rotor oder Leitschaufeln lassen sich diese vorteilhaft oft aus unter sich gleichen dreieckigen Hohlkugelabschnitten zusammensetzen.In the case of a rotor or guide vanes designed as hollow spherical segments these can often advantageously be made up of identical triangular hollow spherical sections put together.
In der Zeichnung weisen alle dargestellten Rotoren 11 jeweils einen Kranz von Schaufeln 12 auf. Es ist jedoch auch denkbar, zwei oder mehr Schaufelkränze für den Rotor vorzusehen. So könnten zwei oder mehr Schaufelkränze axial übereinander und/oder zwei oder mehr Schaufelkränze konzentrisch zueinander angeordnet sein.In the drawing, all rotors 11 shown each have one Wreath of blades 12 on. However, it is also conceivable to have two or more blade rings to be provided for the rotor. So two or more blade rings could be axially one above the other and / or two or more blade rings can be arranged concentrically to one another.
Außer den hohen Wirkungsgraden läßt die Erfindung noch zahlreiche weitere Vorteile erzielen. Die Windturbine läßt sich auf baulich einfache Weise so realisieren, daß Verstellung der Anstellwinkel und/oder sonstige Laqeverstellung der Schaufeln vorgesehen werden kann, auch im Betrieb, was unterschiedlichen Zwecken dienen kann, wie Leistungs- oder Drehzahlsteuerung oder -regelung, Abschalten des Rotors, Anpassung an unterschiedliche Windgeschwindigkeiten, Einstellung optimalen Wirkungsgrades, Verminderung zu starker Windbelastung des Rotors insbesondere bei Sturm, usw. Doch können die Schaufeln ggfs. auch unverstellbar sein. Ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild des Rotors. Hohe Eigenstabilität der Schaufeln. Sehr großer Drehzahlbereich.In addition to the high efficiencies, the invention leaves numerous achieve further advantages. The wind turbine can be structurally simple so realize that adjustment of the angle of attack and / or other Laqeverstellung the blades can be provided, even during operation, for different purposes can serve, such as power or speed control or regulation, switching off the Rotors, adaptation to different wind speeds, setting optimal Efficiency, reduction of excessive wind loads on the rotor in particular Storm, etc. However, the blades can also be unadjustable if necessary. Esthetic attractive appearance of the rotor. High inherent stability of the blades. very large speed range.
Günstige Betriebsdrehzahlen. Selbstanlauf. Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Bedingungen. Einfache, vielartige Montage. Vielseitige Anwendungsmöglichkeit.Favorable operating speeds. Self-start. Adaptability to different conditions. Simple, diverse assembly. Versatile application.
Kompakte Bauformen, usw.Compact designs, etc.
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