DE3534997A1 - Windkraftmaschine mit vertikaler, gesteuerter rotorfluegelstellung - Google Patents

Windkraftmaschine mit vertikaler, gesteuerter rotorfluegelstellung

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DE3534997A1
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Germany
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Heiner Blessing
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BLESSING GUENTER DIPL ING
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BLESSING GUENTER DIPL ING
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067—Cyclic movements
    • F03D3/068—Cyclic movements mechanically controlled by the rotor structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/50—Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05B2260/505—Kinematic linkage, i.e. transmission of position using chains and sprockets; using toothed belts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/72—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis parallel to the rotor centre line
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Die Erfindung betrifft eine Windkraftmaschine mit einem um eine vertikale Achse drehbaren Rotor. An oberen und am unteren Ende des Rotors befindet sich jeweils ein Speichenrad oder eine kreisförmige Scheibe, in welchen die Achsen von Rotorflügeln gelagert sind, wobei die Rotorflügelachsen im Schwerpunkt des symmetrischen Rotorflügelprofils angeordnet sind. Durch eine Zahnradsteuerung, welche die Rotorflügel untereinander koppelt und zugleich über ein konzentrisches Rohr mit einer Windfahne in Verbindung steht, werden die Rotorflügel, welche nur die halbe Drehzahl des Rotors ausführen, so in den Wind gedreht, daß die Rotorflügel auf der Antriebseite quer zum Wind und auf der Rückführseite parallel zum Wind stehen.
Die Patentschrift 28 23 065 Windturbine mit verstellbaree Windflügeln zeigt das Prinzip eines Savonius-Rotors mit Fliehkraftverstellung durch jeweils eine horizontale Achse. Diese Konstruktion ist sehr instabil.
Offenlegungsschrift 28 14 813 Windkraftmaschine. Bei dieser Konstruktion sind die Rotorflügel starr an den Speichen befestigt. Durch die schwierig auszuführende Kippvorrichtung werden kurzeitig zwei Flügel zur Deckung gebracht und somit auf der Rückführseite die Flügelfläche halbiert.
Offenlegungsschrift 24 01 214 Windkraftmaschine. Diese Konstruktion weist ebenfalls eine vertikale Drehachse auf. Der Wind greift aber an einseitig und horizontal gelagerten Klappflügeln an. Bei schneller Rotation sind erhebliche Querkräfte zu erwarten.
Bei der zum Patent angemeldeten Konstruktion wird durch das günstige Verhältnis von Rotorflügelbreitseite auf der Antriebseite und Rotorflügelschmalseite auf der Rückführseite ein optimaler Wirkungsgrad erreicht. Die Rotorflügel sind im Gegensatz zu den bisher patentierten Konstruktionen an beiden Enden gelagert, sodaß wie Modellversuche gezeigt haben, hohe Drehzahlen erreicht werden ohne daß Vibrationen am Rotor auftreten.
Das gesamte System wird bei Großausführung aus statischen Gründen durch Seile, welche entweder am oberen Ende der Rotorachse angreifen oder an einem kreisförmigen Gleitrad des oberen Speichenrads des Rotors befestigt werden, abgespannt.
Die Ausführung der Steuerung ist durch vielfältige Getriebevariationen, wie reine Zahnradausführung, Zahnrad-Zahnriemen- Kombination oder Zahnrad-Kardanwelle-Umlaufzahnkranz möglich. Voraussetzung dabei ist, daß immer das Untersetzungsverhältnis 2 : 1 zwischen Rotordrehzahl und Rotorflügeldrehzahl eingehalten ist.
Ein wesentlicher Vorzug der vorliegenden Konstruktion besteht unter anderem gegenüber den Propellertürmen (Growian) darin, daß der Generator mit seinem schweren Gewicht unterhalb des Rotors fest installiert werden kann und somit keine hochbeanspruchte drehbare Lagerung für den Generator erforderlich wird.
Die Rotorachse ist feststehend. Darüber befindet sich das konzentrische Steuerrohr, welches die Windfahne mit dem untenliegenden inneren Zahnrad verbindet. Über diesem Rohr befindet sich ein weiteres konzentrisch angeordnetes Rohr, welches das obere und das untere Speichenrad bzw. Kreisscheibe verbindet. Von der unteren Kreisscheibe wird die Windenergie auf den Generator übertragen.

Claims (1)

  1. Windkraftmaschine, bestehend aus einem Rotor (1) mit vertikaler Rotorachse (2) mit 2 bis 64 Rotorflügeln (3) mit symmetrischem Profil (4), welche mit konstantem Abstand von der Rotorachse (2) angeordnet sind, durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
    1. Die Rotorflügel sind um die im Schwerpunkt des symmetrischen Flügelprofils angebrachte vertikale oder schwach geneigte Rotorflügelachse (5) drehbar gelagert.
    2. Die Rotorflügel (3) drehen sich mit der halben Drehzahl des Rotors (1) um die Rotorflügelachse (5); absolut betrachtet ist der Drehsinn des Rotors (1) und des Rotorflügels (3) gleich gerichtet, da aber der Rotorflügel (3) nur die halbe Drehzahl des Rotors (1) ausführt, ist vom Rotor aus betrachtet, der Drehsinn des Rotorflügels (3) entgegengesetzt gerichtet.
    3. Die Stellung der Rotorflügel (3) untereinander ist so gerichtet, daß in der Ebene, welche zur Windrichtung (6) senkrecht steht und durch die Rotorachse (2) geht, auf der Antriebseite (9) des Rotors (1) jeweils die Rotorflügel (3) quer, also mit ihrer Breitseite, zur Windrichtung (6) stehen, während auf der Rückführseite (7) des Rotors jeweils die Rotorflügel (3) parallel, also mit ihrer Schmalseite, zur Windrichtung (5) stehen.
    4. Die Stellung der Rotorflügel (3) zur Windrichtung (6) und untereinander wird durch eine Getriebesteuerung (8), welche mit einer Windfahne (10) in Verbindung steht, nach der Windrichtung (6) optimal eingestellt.
DE19853534997 1985-10-01 1985-10-01 Windkraftmaschine mit vertikaler, gesteuerter rotorfluegelstellung Withdrawn DE3534997A1 (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4418092A1 (de) * 1994-05-24 1995-11-30 Ulrich Maier Windkraftmaschine
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WO2012149618A1 (pt) * 2011-05-05 2012-11-08 Pimentel Do Rego Freitas Luiz Fernado Turbina eólica à vela
DE102012014627A1 (de) 2012-07-17 2014-02-06 Christiane Bareiß Segovia Konischer Rotor zur Aufladung von Akkumulatoren bei Verkehrsmitteln mit Elektro- und Hybridantrieb
DE102013018389A1 (de) * 2013-11-02 2015-05-07 Ulf Praun Rotor für Mikrowindkraftanlage mit PET-Rotorflügel, einseitig am Fußpunkt befestigt

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