DE3723890A1 - Method of wind energy utilisation by means of a wind-jet turbine - Google Patents

Method of wind energy utilisation by means of a wind-jet turbine

Info

Publication number
DE3723890A1
DE3723890A1 DE19873723890 DE3723890A DE3723890A1 DE 3723890 A1 DE3723890 A1 DE 3723890A1 DE 19873723890 DE19873723890 DE 19873723890 DE 3723890 A DE3723890 A DE 3723890A DE 3723890 A1 DE3723890 A1 DE 3723890A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wind
turbine
jet
blades
roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19873723890
Other languages
German (de)
Other versions
DE3723890C2 (en
Inventor
Walter Prof Dr Tepe
Detlef Tepe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19873723890 priority Critical patent/DE3723890A1/en
Publication of DE3723890A1 publication Critical patent/DE3723890A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3723890C2 publication Critical patent/DE3723890C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0436—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor
    • F03D3/0472—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield orientation being adaptable to the wind motor
    • F03D3/0481—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield orientation being adaptable to the wind motor and only with concentrating action, i.e. only increasing the airflow speed into the rotor, e.g. divergent outlets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0436—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor
    • F03D3/0445—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield being fixed with respect to the wind motor
    • F03D3/0454—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield being fixed with respect to the wind motor and only with concentrating action, i.e. only increasing the airflow speed into the rotor, e.g. divergent outlets
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

By combining a vertical-axis turbine with two deflector plates (8, 9) and a cylinder rotating in the wind (4), a wind-jet turbine is created which faces into the wind automatically due to the wedge position of the deflector plates. The turbine, rotating cylinder (4) and deflector plates (8, 9) are connected at top and bottom to double legs (10), and move on wheels about a fixed axle (11) on a circular track (17) which absorbs their weight and the wind pressure. The deflector plates (8, 9) concentrate the incident wind to a jet in the ratio 1 to 0.55-0.59, with the rotating cylinder (4) stabilising the wind jet in the prolongation of one deflector plate (9), and guiding it into a circular path. The blades (6) of the vertical-axis turbine rotate coaxially about the rotating cylinder (4), which is rotated by the wind jet by means of vanes (5), utilising the lift and resistance of the wind jet to obtain energy, with an efficiency of 35-45%. The turbine blades are of lamellar design and guide the wind flow so that 60% of the blades are impacted. The cost/benefit ratio of the wind-jet turbine is very good. <IMAGE>

Description

Die Windstrahlturbine konzentriert den Anströmwind über Ablenkplatten und Windwalze zum Windstrahl, der die Flügel einer Vertikalachsturbine antreibt.The wind jet turbine concentrates the inflow wind Baffles and wind roller to the wind jet, the wing drives a vertical axis turbine.

Nach J.-P. Molly unterscheidet man drei Arten von Windturbinen:According to J.-P. Molly distinguishes three types of wind turbines:

  • 1) Turbinen mit horizontaler Rotorachse bzw. Rotorachse in Windrichtung.1) Turbines with horizontal rotor axis or rotor axis in Wind direction.
  • 2) Turbinen mit vertikaler Rotorachse bzw. Achse quer zur Windrichtung.2) Turbines with a vertical rotor axis or axis transverse to Wind direction.
  • 3) Turbinen der Gruppen 1) und 2) in Kombination mit windkonzentrierenden Vorrichtungen wie die Mantelturbine, den Thermikturm, den Tornado-Typ, den Berwian etc.3) Turbines of groups 1) and 2) in combination with wind concentrating Devices such as the jacket turbine, the Thermal tower, the tornado type, the Berwian etc.

In der Gruppe 3) handelt es sich vornehmlich um Turbinen der Gruppe 1), die mit Zusatzeinrichtungen für die Windkonzentrierung ausgerüstet sind. Die Windstrahlturbine kombiniert eine Turbine der Gruppe 2) mit Vorrichtungen zur Windkonzentrierung.Group 3) is primarily turbines Group 1) with additional equipment for wind concentration are equipped. The wind turbine combined a turbine of group 2) with devices for Wind concentration.

Diese Kombination liegt auch im Patent DE 33 03 898 C 2 vor, allerdings mit folgenden Unterschieden:This combination also lies in patent DE 33 03 898 C 2 before, but with the following differences:

  • a) Im Patent 33 03 898 trifft der Anströmwind auf der windgegenläufigen Seite voll auf die Turbinenflügel und bremst diese beträchtlich ab, während er bei der Windstrahlturbine auf dieser Seite als Strahl um die Turbine herumgeführt wird.a) In patent 33 03 898, the oncoming wind meets the opposite wind Side fully on the turbine blades and brakes this decreased considerably while working on the wind turbine guided around the turbine as a jet on this side becomes.
  • b) Im Patent 33 03 898 wird der Anströmwind vor Eintritt in die Turbinenflügelbahn nicht konzentriert, während er bei der Windstrahlturbine vorher zum Strahl konzentriert wird.b) In patent 33 03 898 the inflow wind is before entering the turbine wing track is not focused while at the wind jet turbine is concentrated to the jet beforehand.
  • c) Im Patent 33 03 898 wird ein elektrisch angetriebener Flettnerrotor benutzt, während die Windstrahlturbine mit einer vom Anströmwind angetriebenen Windwalze arbeitet.c) In patent 33 03 898 an electrically driven Flettner rotor used while using the wind turbine a wind roller driven by the oncoming wind works.

Die Beschleunigung der Luftmoleküle zum Wind wird durch Unterschiede des Luftdruckes zwischen zwei Orten nach dem Gesetz von Bernoulli ausgelöst. Die Differenz der Windgeschwindigkeiten zwischen den Orten A und B beträgt dann:The acceleration of the air molecules to the wind is triggered by differences in air pressure between two locations according to Bernoulli's law. The difference in wind speeds between locations A and B is then:

1) p A -p B ρ/2 · (v B ²-v A ²)1) p A - p B ρ / 2 · (v B ²- v A ²)

p = Luftdruck (N/m²), ρ = Luftdichte (kg/m³)
v = Windgeschwindigkeit (m/sec). p = air pressure (N / m²), ρ = air density (kg / m³)
v = wind speed (m / sec).

Je größer das Druckgefälle zwischen A und B ist, um so mehr wird der Wind nach B beschleunigt. Die Gleichung gilt auch umgekehrt. Je höher die Windgeschwindigkeit in B gegenüber A ist, um so mehr steigt hier der Unterdruck und damit das Luftdruckgefälle für die Aufrechterhaltung und Stabilität der Luftströmung. Außer der Luftbeschleunigung als Folge des Luftdruckgefälles kennen wir noch die Windkonzentrierung. Hier wird ein gegebener Massendurchsatz der Luftmoleküle auf einen kleineren Querschnitt konzentriert, z. B. ein Wind mit 4 m/sec = Massendurchsatz 4 m³ · sec-1 · m-2 auf den halben Querschnitt 4 m³ · sec-1 · 0,5 m-2, dabei verdoppelt sich die Geschwindigkeit auf 8 m/sec. Eine Windkonzentrierung tritt dann ein, wenn der Wind durch ein Hindernis abgelenkt wird, z. B. durch eine schräg in den Wind gestellte Ablenkplatte 1 (Fig. 1). Die Stromlinien verengen sich in der Konzentrierungszone 2 zu einem Strahl 3.The greater the pressure drop between A and B , the more the wind is accelerated to B. The equation also applies vice versa. The higher the wind speed in B compared to A , the more the negative pressure increases and thus the air pressure gradient for the maintenance and stability of the air flow. In addition to the acceleration of air as a result of the drop in air pressure, we also know the wind concentration. Here a given mass flow rate of the air molecules is concentrated on a smaller cross-section, e.g. B. a wind with 4 m / sec = mass throughput 4 m³ · sec -1 · m -2 on half cross-section 4 m³ · sec -1 · 0.5 m -2 , the speed doubles to 8 m / sec. Wind concentration occurs when the wind is deflected by an obstacle, e.g. B. by a diagonally placed in the wind baffle 1 ( Fig. 1). The streamlines narrow in the concentration zone 2 to a jet 3 .

Eine Windkonzentrierung findet in der Natur bei der Boenbildung statt, wenn der Wind durch Wolkenlücken oder an Wolken vorbeistreicht oder über flachansteigende Bergrücken geht. Die für die Windenergienutzung günstigsten Konzentrierungen erzielt man bei einer Stellung der Ablenkplatten zur Windrichtung von 10°-20° mit Konzentrierungswerten von 1 zu 0,66-0,59, wie die eigenen Versuche gezeigt haben. Die hierbei im Strahl erzielte höhere Windgeschwindigkeit stabilisiert sich auf Grund des entstehenden Unterdruckes nach Gleichung 1) und der Wind zerfällt nicht in Wirbeln.A wind concentration occurs naturally in the formation of gusts instead when the wind is through cloud gaps or on Clouds pass by or over flat ridges goes. The cheapest for the use of wind energy Concentrations are achieved with one position of the baffle plates to the wind direction of 10 ° -20 ° with concentration values from 1 to 0.66-0.59, as shown by our own experiments to have. The higher wind speed achieved in the jet stabilizes due to the emerging Vacuum according to equation 1) and the wind does not decay in whorls.

Die Länge der Platte bestimmt die Stärke der Konzentrierungszone 2. Dieser Längeneffekt der Ablenkplatte läßt sich mit einer Windwalze 4 (Fig. 2), die der Ablenkplatte in Reihe nachgeordnet ist, ebenfalls erreichen. Die Windwalze mit Schaufeln 5 auf dem Hohlzylindermantel wird vom Windstrahl in rotierende Bewegung gesetzt und erreicht mit ihrer Mantelgeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Windstrahles. The length of the plate determines the strength of the concentration zone 2 . This length effect of the baffle plate can also be achieved with a wind roller 4 ( FIG. 2) which is arranged in series after the baffle plate. The wind roller with blades 5 on the hollow cylinder jacket is set in rotating motion by the wind jet and reaches the speed of the wind jet with its jacket speed.

Wie die Fig. 2 zeigt, wird die Konzentrierungszone 2 gegenüber Fig. 1 durch die Windwalze nicht nur in der Stärke erweitert, sondern der Strahl 3 wird auch in eine kreisförmige Bahn gelenkt. Hierbei bewirkt die Wegverlängerung durch die Windwalze einen zusätzlichen Beschleunigungseffekt auf den Windstrahl.As FIG. 2 shows, the concentrating zone 2 with respect to Fig. 1, not only is extended by the wind roll in the strength, but the beam 3 is directed in a circular path. The extension of the path through the wind roller causes an additional acceleration effect on the wind jet.

Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Windwalze und die Umlenkung des Windstrahles in die Kreisbahn sind von der Größe und Anzahl der Schaufeln abhängig. Die Höhe der Schaufelöffnung sollte 1/10 bis 1/12 des Windwalzendurchmessers erreichen und der seitliche Abstand der Schaufeln das zwei- bis dreifache dieser Höhe, wobei die Länge der Schaufeln sich über die gesamte Höhe der Windwalze 5 in Fig. 4 erstreckt. Eine weitere Verbesserung der Kreisbahn erzielt man, wenn die Mantelgeschwindigkeit der Windwalze noch über die Windstrahlgeschwindigkeit angehoben wird.The speed of rotation of the wind roller and the deflection of the wind jet into the circular path depend on the size and number of blades. The height of the blade opening should reach 1/10 to 1/12 of the wind roller diameter and the lateral distance of the blades should be two to three times this height, the length of the blades extending over the entire height of the wind roller 5 in FIG. 4. A further improvement of the circular path can be achieved if the surface speed of the wind roller is raised above the wind jet speed.

Koaxial zur Windwalze kreisen auch die Flügel der Windturbine 6 in Fig. 4 und 5, die in der Konzentrierungszone durch den Windstrahl ihren Antrieb erfahren. Die Flügel der Vertikalachsturbine können Halbrohre oder Darrieusflügel sein. Diesen überlegen sind Lamellenflügel, die aus schmalen, parallelgestellten Lamellen 7 bestehen, die im Winkel von 45°±15° zum Radius mit der Innenkante nach vorn in Fahrtrichtung stehen 7 (Fig. 5). Die Lamellen sind im Abstand der Lamellenbreite oder in noch größerem Abstand im Flügel angeordnet (Fig. 5). Die Lamellenflügel nutzen Auftrieb und Widerstand des Windstrahles aus. Die Winkelstellung der Lamellen bewirkt, daß mit Eintritt des Anströmwindes in die Bahn der Turbinenflügel die beaufschlagte Seite der Lamellen den Windstrahl nach innen ablenkt. Erst wenn die Flügel auf die gegenläufige Seite ihrer Bahn einschwenken, wird der Windstrahl nach außen abgelenkt (Fig. 5). Mit der Winkelstellung der Lamellen und der Kombination Ablenkplatte plus Windwalze wird erreicht, daß der Windstrahl über 2/3 der Flügelbahn die Flügel beaufschlagt und damit über eine große Tiefe genutzt wird; andererseits wird vermieden, daß der Anströmwind den Weg des geringsten Widerstandes wählt und außerhalb der Turbinenflügelbahn vorbeistreicht, wie dies bei vielen Vertikalachsturbinen der Fall ist.The blades of the wind turbine 6 in FIGS. 4 and 5 also circle coaxially with the wind roller and are driven in the concentration zone by the wind jet. The blades of the vertical axis turbine can be half tubes or Darrieus blades. These are superior to lamella wings, which consist of narrow, parallel lamellae 7 , which are at an angle of 45 ° ± 15 ° to the radius with the inner edge facing forward in the direction of travel 7 ( FIG. 5). The slats are arranged at a distance of the slat width or at an even greater distance in the wing ( Fig. 5). The louvre blades take advantage of the lift and drag of the wind jet. The angular position of the lamellae causes that when the oncoming wind enters the path of the turbine blades, the side of the lamella acted upon deflects the wind jet inwards. Only when the wings swing in on the opposite side of their path, the wind jet is deflected outwards ( Fig. 5). With the angular position of the lamellae and the combination of deflector plate and wind roller, the wind jet is applied to 2/3 of the wing path and is used over a great depth; on the other hand, it is avoided that the inflow wind chooses the path of least resistance and passes outside the turbine wing path, as is the case with many vertical axis turbines.

Bei allen bisherigen, bekannten Vertikalachsturbinen ist die windgegenläufige Seite der große Schwachpunkt, weil hier der Anströmwind auf die entgegenlaufenden Flügel trifft und diese erheblich abbremst, so daß nur sehr geringe Nutzungsgrade (<15%) dieser Turbinen erreicht wurden. Um diesen Bremsablauf zu vermeiden, wurde eine zweite Ablenkplatte 8 (Fig. 5), die im spitzen Winkel zum Wind steht, keilförmig an die erste Ablenkplatte 9 (Fig. 5) angesetzt. Die zweite Ablenkplatte 8 soll den ihr zugeordneten Teil des Anströmwindes um die Turbine als Strahl herumführen. Die keilförmig, im spitzen Winkel gestellten Ablenkplatten sind oben und unten an zwei Doppelschenkel 10 (Fig. 4 u. 5) befestigt, die drehbar um eine feststehende Achse 11 gelagert sind. Zwischen dem oberen und unteren Doppelschenkel befindet sich auf der Gegenseite eine verbindende, starre Achse 12, um die Windwalze und Turbinenflügel mit Hohlachsen 13, 14 gelagert sind. Die starre Achse 12 ist nach unten verlängert und trägt an einer Querverbindung 15 zwei Räder 16, die auf einem Schienenkreis 17 um die feststehende Achse 11 rollen. Das Gewicht von den Ablenkplatten, der Windwalze und der Turbine wird von diesen Rädern getragen und damit die Lager an der feststehenden Achse 11 entlastet. Auf die Räder verlagert sich auch der Winddruck bei Sturm und Orkanen, wodurch es erstmalig bei Windturbinen gelungen ist, die Hauptrichtung des Winddruckes mit Schwerpunkt in Richtung Boden zu verlegen.In all previous, known vertical axis turbines, the windward side is the major weak point, because the incoming wind hits the opposite blades and slows them down considerably, so that only very low levels of utilization (<15%) of these turbines were achieved. In order to avoid this braking process, a second baffle plate 8 ( FIG. 5), which is at an acute angle to the wind, was placed in a wedge shape on the first baffle plate 9 ( FIG. 5). The second baffle plate 8 is intended to guide the part of the inflow wind associated with it around the turbine as a jet. The wedge-shaped, at an acute angle baffles are attached to the top and bottom of two double legs 10 ( Fig. 4 and 5) which are rotatably mounted about a fixed axis 11 . On the opposite side, between the upper and lower double legs, there is a connecting, rigid axle 12 , around which the wind roller and turbine blades with hollow axles 13, 14 are mounted. The rigid axle 12 is extended downwards and carries two wheels 16 on a cross-connection 15 , which roll on a rail circle 17 about the fixed axle 11 . The weight of the baffles, the wind roller and the turbine is borne by these wheels and the bearings on the fixed axle 11 are thus relieved. The wind pressure during storms and hurricanes is also shifted to the wheels, which is the first time that wind turbines have succeeded in shifting the main direction of the wind pressure with the focus on the ground.

Der Winddruck auf die keilförmig gestellten Ablenkplatten lenkt automatisch die Spitze der Ablenkplatten in den Wind und damit auch die mit den Platten verbundene Windwalze und Turbine, wobei die tragenden Räder sich auf dem Schienenkreis 17 um die feststehende Achse 11 bewegen. Die Windstrahlturbine dreht sich damit selbsttätig in den Wind.The wind pressure on the wedge-shaped baffle plates automatically steers the tip of the baffle plates into the wind and thus also the wind roller and turbine connected to the plates, the load-bearing wheels moving on the rail circle 17 about the fixed axis 11 . The wind jet turbine turns automatically into the wind.

Um die Höhenschwankungen des Windes auszugleichen, sind die Ablenkplatten in gewellter Form (Fig. 3) gestaltet, wodurch gleichzeitig die Stabilität der Platten gegen die Sturmgefährdung wesentlich verbessert wird.In order to compensate for the fluctuations in the height of the wind, the deflection plates are designed in a corrugated form ( FIG. 3), which at the same time significantly improves the stability of the plates against the risk of storms.

Die Turbinenflügel sind oben und unten auf Endscheiben 19 montiert, die mit der drehbaren Hohlachse 13 starr verbunden sind. Die von den Flügeln aus dem Windstrahl entnommene Energie wird über die Hohlachse 13 und Zahnräder 20 auf einen Generator zur elektrischen Stromgewinnung oder auf Maschinen für mechanische Arbeitsgänge übertragen (output in Fig. 4). Die Endscheiben müssen über die Turbinenflügel hinausragen, dadurch wird ein Ausweichen des Anströmwindes nach oben und unten verhindert.The turbine blades are mounted on top and bottom on end disks 19 which are rigidly connected to the rotatable hollow axis 13 . The energy taken from the blades by the wind jet is transmitted via the hollow axis 13 and gear wheels 20 to a generator for electrical power generation or to machines for mechanical operations (output in FIG. 4). The end plates must protrude beyond the turbine blades, which prevents the upstream and downstream winds from escaping.

Die Windkonzentrierung durch Ablenkplatte und Windwalze zu einem Strahl erhöht die Geschwindigkeit v₀ des Anströmwindes auf 1,6-1,8 v₀ und damit die von den Flügeln ausnutzbare kinetische Energie (Nm) auf das 4- bis 5,8fache. Die Tiefennutzung des Windstrahles, die erstmalig bei der Windstrahlturbine praktiziert wird, läßt eine Windenergieausnutzung von 35%-45% zu. Dadurch vermindert sich die Geschwindigkeit des Windstrahles auf 1,4 bis 1,3 v₀. Der Wind verläßt somit die Windstrahlturbine mit einer höheren Geschwindigkeit wie er vor den Ablenkplatten ankommt. Der sehr schädliche Windrückstau bei den Horizontalachsturbinen fällt hier weg. Insgesamt liegt der Wirkungsgrad der Windstrahlturbine unter Zugrundelegung von Versuchsergebnissen mit Kleinmodellen je Quadratmeter Luftstrom im Flügelbereich 6-7mal höher als bei den Hochleistungs-Horizontalachsturbinen modernster Bauart. Die Baukosten der Windstrahlturbine berechnen sich auf 600,- bis 800,- DM/ 1 kW und liegen damit niedrig.The wind concentration by means of a baffle plate and wind roller to form a jet increases the velocity v ₀ of the incoming wind to 1.6-1.8 v ₀ and thus the kinetic energy (Nm) that can be used by the blades by 4 to 5.8 times. The deep use of the wind jet, which is practiced for the first time in the wind jet turbine, allows a wind energy utilization of 35% -45%. This reduces the speed of the wind jet to 1.4 to 1.3 v ₀. The wind thus leaves the wind jet turbine at a higher speed than it arrives in front of the baffle plates. The very damaging wind back pressure in the horizontal axis turbines is eliminated here. Overall, the efficiency of the wind turbine, based on test results with small models per square meter of air flow in the wing area, is 6-7 times higher than that of the latest high-performance horizontal axis turbines. The construction costs of the wind turbine are calculated at 600 to 800 DM / 1 kW and are therefore low.

Literaturliterature

Molly, J.-P., Windenergie in Theorie und Praxis, Verl. C. F. Müller, Karlsruhe 1978.Molly, J.-P., Wind energy in theory and practice, C.F. Müller, Karlsruhe 1978.

Der Beschreibung sind 5 Zeichnungen (Fig. 1-5) beigegeben.The description is accompanied by 5 drawings ( Fig. 1-5).

Claims (7)

1. Verfahren zur Windenergienutzung mittels einer Windstrahlturbine, dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmwind durch keilförmig gestellte Ablenkplatten (8, 9), die beide im spitzen Winkel in den Wind stehen, aufgeteilt und jeder Teil durch die Ablenkplatte zum Windstrahl konzentriert wird, wobei der eine Windstrahl über eine nachgeordnete Windwalze (4) in eine kreisförmige Bahn gelenkt wird und die koaxial um die Windwalze kreisenden Flügel (6) der Vertikalachsturbine (21) antreibt, während der andere Windstrahl um die Windwalze (4) und um die Turbine (21) herumgeführt wird, ohne die entgegenlaufenden Turbinenflügel (6) und Windwalzenschaufeln (5) abzubremsen. Die Keilstellung der Ablenkplatten bewirkt, daß der Wind die Ablenkplatten automatisch mit ihrer Spitze in die Windrichtung drückt. Letztere sind über zwei Doppelschenkel (10) mit der Windwalze (4) und der Turbine (21) fest verbunden, die um eine feststehende Achse (11) drehbar gelagert sind und von Rädern getragen auf einem Schienenkreis (17) um die feststehende Achse (11) rollen. Die Windstrahlturbine dreht sich selbsttätig in den Wind.1. A method for using wind energy by means of a wind jet turbine, characterized in that the oncoming wind is divided by wedge-shaped deflector plates ( 8, 9 ), both of which are at an acute angle to the wind, and each part is concentrated by the deflector plate to form the wind jet, one of which wind beam is directed via a subordinate wind roll (4) in a circular path and coaxially circling around the wind roller blade (6) drives the Vertikalachsturbine (21), while the other wind beam guided around the wind roll (4) and the turbine (21) without braking the opposing turbine blades ( 6 ) and wind roller blades ( 5 ). The wedge position of the baffle plates causes the wind to automatically push the baffle plates with their tip in the wind direction. The latter are firmly connected to the wind roller ( 4 ) and the turbine ( 21 ) by means of two double legs ( 10 ), which are rotatably mounted about a fixed axis ( 11 ) and are supported by wheels on a rail circle ( 17 ) around the fixed axis ( 11 ) roll. The wind jet turbine turns automatically into the wind. 2. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Räder (16) um eine zentrale, feststehende Achse (11) auf einem Schienenkreis (17) bewegliche Windstrahlturbine den Winddruck mit Schwerpunkt auf den Schienenkreis bringt.2. According to claim 1, characterized in that the wheels ( 16 ) about a central, fixed axis ( 11 ) on a rail circle ( 17 ) movable wind jet turbine brings the wind pressure with focus on the rail circle. 3. Nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmig gestellten Ablenkplatten (8, 9) in einem Winkel von 10°-20° zum Wind stehen und in gewellter Form (Fig. 3) ausgebildet sind.3. According to claims 1 and 2, characterized in that the wedge-shaped baffle plates ( 8, 9 ) are at an angle of 10 ° -20 ° to the wind and are formed in a corrugated shape ( Fig. 3). 4. Nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenflügel aus Lamellen (7) bestehen, die mit der Innenkante nach vorn im Winkel von 45°±15° zum Radius stehen und bei zwei und mehr Lamellen je Flügel nicht unter dem Abstand ihrer Breite angeordnet sind.4. According to claims 1-3, characterized in that the turbine blades consist of lamellae ( 7 ) which stand with the inner edge forward at an angle of 45 ° ± 15 ° to the radius and with two or more lamellae per blade not under the Distance of their width are arranged. 5. Nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Hohlzylindermantel der Windwalze (4) angebrachten Schaufeln (5) eine Öffnungsweite von 1/10 bis 1/12 des Walzendurchmessers erreichen, der seitliche Abstand das zwei- bis dreifache dieser Weite beträgt und deren Länge sich über die gesamte Höhe der Windwalze (Fig. 4) erstreckt.5. According to claims 1-4, characterized in that on the hollow cylinder jacket of the wind roller ( 4 ) attached blades ( 5 ) reach an opening width of 1/10 to 1/12 of the roller diameter, the lateral distance two to three times this Width is and the length of which extends over the entire height of the wind roller ( FIG. 4). 6. Nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Windstrahl angetriebene Windwalze durch zusätzlichen Antrieb eine höhere Umlaufgeschwindigkeit erreicht.6. According to claims 1-5, characterized in that the wind roller driven by the wind jet by additional Drive reached a higher rotational speed. 7. Nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenflügel oben und unten auf Endscheiben (19) montiert sind, die mit ihrem Durchmesser über die äußere Turbinenflügelbahn hinausragen.7. According to claims 1-6, characterized in that the turbine blades are mounted on top and bottom on end plates ( 19 ) which protrude with their diameter beyond the outer turbine blade track.
DE19873723890 1987-07-18 1987-07-18 Method of wind energy utilisation by means of a wind-jet turbine Granted DE3723890A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873723890 DE3723890A1 (en) 1987-07-18 1987-07-18 Method of wind energy utilisation by means of a wind-jet turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873723890 DE3723890A1 (en) 1987-07-18 1987-07-18 Method of wind energy utilisation by means of a wind-jet turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3723890A1 true DE3723890A1 (en) 1989-02-02
DE3723890C2 DE3723890C2 (en) 1990-07-26

Family

ID=6331916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873723890 Granted DE3723890A1 (en) 1987-07-18 1987-07-18 Method of wind energy utilisation by means of a wind-jet turbine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3723890A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5495128A (en) * 1994-10-11 1996-02-27 Brammeier; Fred L. Wind powered generator
US8297910B2 (en) * 2008-09-04 2012-10-30 California Energy & Power Fluid turbine systems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3045826A1 (en) * 1980-12-05 1982-06-16 Blum, Albert, 5204 Lohmar Wind-driven energy plant - automatically aligns guide surface in front of turbine to wind direction
DE3303898A1 (en) * 1983-02-05 1984-08-16 Walter Prof. Dr. 6222 Geisenheim Tepe METHOD FOR THE USE OF WIND ENERGY BY COMBINING A ROTOR WITH A VERTICAL TURBINE

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3045826A1 (en) * 1980-12-05 1982-06-16 Blum, Albert, 5204 Lohmar Wind-driven energy plant - automatically aligns guide surface in front of turbine to wind direction
DE3303898A1 (en) * 1983-02-05 1984-08-16 Walter Prof. Dr. 6222 Geisenheim Tepe METHOD FOR THE USE OF WIND ENERGY BY COMBINING A ROTOR WITH A VERTICAL TURBINE

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5495128A (en) * 1994-10-11 1996-02-27 Brammeier; Fred L. Wind powered generator
US8297910B2 (en) * 2008-09-04 2012-10-30 California Energy & Power Fluid turbine systems
US20130142619A1 (en) * 2008-09-04 2013-06-06 California Energy & Power Fluid turbine systems
US20150147163A1 (en) * 2008-09-04 2015-05-28 California Energy & Power Fluid turbine systems
US20180038345A1 (en) * 2008-09-04 2018-02-08 California Energy & Power Fluid turbine systems
US10669985B2 (en) 2008-09-04 2020-06-02 California Energy & Power Fluid turbine systems
US20230250797A1 (en) * 2008-09-04 2023-08-10 California Energy & Power Fluid turbine systems

Also Published As

Publication number Publication date
DE3723890C2 (en) 1990-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT512326B1 (en) TURBOMACHINE
EP2007982A1 (en) Apparatus for use of flow energy
EP2469078B1 (en) Wind energy hybrid rotor
DE2904559A1 (en) ELECTRIC WIND GENERATOR
DE860930C (en) Wind power machine
EP1144865B1 (en) Method for utilizing the energy of wind or water
DE2718608A1 (en) Wind driven turbine with vertical axis - has aerodynamic blades pivoting radially between flanges of reel shaped rotor
DE3723890A1 (en) Method of wind energy utilisation by means of a wind-jet turbine
DE3501807A1 (en) Fluid-flow engine for obtaining energy
DE4123750A1 (en) Wind-power rotor for energy generation - has self-opening freely pivoted blades, with horizontal or vertical pivot axis
DE102012107250B4 (en) Rotor of a vertical axis wind turbine
DE3303898C2 (en) Process for the use of wind energy, as well as the associated device
EP3183453B1 (en) Wind turbine which can be moved in translation
DE102012005231B4 (en) Vertical axis wind turbine
DE8228078U1 (en) VERTICAL AXIS ROTOR
DE102007062483A1 (en) Flow power plant with a rotor carrying several wings, which is approximately radially fed to the rotor axis, and with a plurality of fixed Strömungsleitblechen, and method for operating this flow power plant
DE3713024A1 (en) Turbine for obtaining energy
EP2971759B1 (en) Pressure producing device to collect energy from solar and/or wind sources
DE3715265A1 (en) Wind turbine
DE102012013752A1 (en) Hydropower plant for uneven flow conditions
DE102017112384A1 (en) Vertical wind turbine
EP4361435A1 (en) Vertical axis wind turbine
DE10121817A1 (en) Wind power system has vane segments reversibly fixed in defined relative positions; direction of vane movement can be altered by varying setting of segments of each vane
DE102014004462B4 (en) Water crank drive
DE102013004277A1 (en) Pressure generating device for a plant for generating energy from solar and / or wind energy

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8330 Complete renunciation