DE4122667A1

DE4122667A1 - Cyclone wind power plant with outer fixed tower e.g. for water-pump in hydroelectric application - has number of fixed guide vanes at periphery, number of air passages at its base near to ground, and air inlet in centre of outer tower

Info

Publication number: DE4122667A1
Application number: DE4122667A
Authority: DE
Inventors: Dong-An Yeh
Original assignee: YEH DONG AN
Current assignee: YEH DONG AN
Priority date: 1991-07-09
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1993-01-14

Abstract

An iron ring (3) is provided at the base (6) of the outer tower (1), and an odd number of fixed armature windings (10) surround the iron ring. An inner rotatable tower is arranged in the middle of the base of the fixed outer tower and has a number of blades at the periphery, which are arranged on iron rings with some holes. A rotary table is provided, the rotation of which is synchronised with the rotation of the iner tower. The table has a number of turbine blades, permanent magnets, and stationary armature windings to generate power. Guide plates (5) are fixed at an angle on the outer tower to direct the incoming wind. USE/ADVANTAGE - To provide power for lighthouse, ship propeller backup, vehicle when mounted thereon. Provides unlimited non-polluting energy, utilises wind from any direction, greater power obtained.

Description

Die Erfindung betrifft ein Windkraftwerk, insbesondere ein Zyklon-Windkraftwerk zum Erzeugen von elektrischer Leistung unter Verwendung von natürlichem Wind.The invention relates to a wind power plant, in particular a Cyclone wind power plant for generating electrical power using natural wind.

Als Naturerscheinung und natürliche Energiequelle kann Wind als Energie nur angewendet werden, wenn seine Richtung kon trolliert wird. Konventionell weist eine widerstandsfähige Windmühle, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, ein Windrad X oben auf einem Turm auf. Der Wind 10 dreht nicht nur das Windrad X, sondern ändert auch die Stellung des Windrades X für optimalen Betrieb. Eine Welle 3 ist mit dem Windrad verbunden, um eine Pumpe 7 zum Pumpen von Wasser anzutreiben. Das Wasser wird nach oben gepumpt und zu einem Tank 2 geführt. Mit dem Prinzip der Wassersäule kann das aus dem Tank 2 herausströmende Wasser einen Generator 6 antreiben, um elektrische Leistung zu erzeu gen.As a natural phenomenon and a natural source of energy, wind can only be used as energy if its direction is controlled. Conventionally, a tough windmill as shown in Fig. 6 has a windmill X on top of a tower. The wind 10 not only rotates the wind wheel X, but also changes the position of the wind wheel X for optimal operation. A shaft 3 is connected to the wind turbine in order to drive a pump 7 for pumping water. The water is pumped up and led to a tank 2 . With the principle of the water column, the water flowing out of the tank 2 can drive a generator 6 in order to generate electrical power.

Da das Windrad X eine horizontale Welle aufweist, tritt Metallermüdung und Deformation auf. Daher ist die konventio nelle Windmühle für die Erzeugung von Leistung mit großer Kapazität nicht geeignet. Darüber hinaus befindet sich das Blatt des Windrades in einer vertikalen Stellung, ist jedoch einem horizontalen Luftdruck ausgesetzt. Anders gesagt, erfährt das Lager hinter dem Windrad einen großen Widerstand. Since the wind wheel X has a horizontal shaft, it occurs Metal fatigue and deformation. Hence the convention nelle windmill for generating power with great Capacity not suitable. In addition, that is Blade of the windmill in a vertical position, however exposed to horizontal air pressure. In other words, the bearing behind the wind turbine experiences great resistance.

Je schwerer das Blatt ist, umso schwerer ist der Widerstand und umso langsamer die Rotationsgeschwindigkeit. Darüber hinaus erlaubt eine begrenzte Wassersäule nicht die Leistungs erzeugung mit hoher Kapazität.The heavier the sheet, the heavier the resistance and the slower the rotation speed. About that furthermore, a limited water column does not allow performance high capacity generation.

Kürzlich wurde von der NASA in den USA ein Windkraftwerk vom Säulentyp in North Carolina gebaut, das das größte Windkraft werk der Welt ist. Mit einer Höhe von 42,7 m kann das Wind kraftwerk die erforderliche Elektrizität für 300 bis 500 Familien zur Verfügung stellen. Die Kosten betrugen jedoch ungefähr 600 Millionen US-Dollar, was 1,2 Millionen US-Dollar für jede Familie bedeutet.Recently, a wind power plant from Column type built in North Carolina that has the greatest wind power is the work of the world. With a height of 42.7 m the wind can power station the electricity required for 300 to 500 Make it available to families. However, the cost was about $ 600 million, which is $ 1.2 million means for every family.

Das Prinzip, das bei diesem Windkraftwerk vom Säulentyp ange wendet wird, soll im Zusammenhang mit Fig. 7 erläutert werden. Wenn der Wind 1 in den Turm durch eine seitliche Öffnung oder einen Flügel 2 eintritt, wird er in eine Drehbewegung versetzt und steigt entlang der inneren Wand auf, um ein künstlicher Niedrigdruck-Zyklon zu werden. Sobald dieser eine gewisse Geschwindigkeit erreicht, bewegt er sich schnell nach oben als natürlicher Zyklon, so daß der Luftdruck in der Mitte der Säule sehr niedrig ist und Luft im unteren Teil des Turms daher angesaugt und schnell nach oben bewegt wird, um eine Turbine 4 und als Ergebnis davon einen Leistungsgenerator 5 im unteren Teil des Turms anzutreiben.The principle that is used in this type of pillar-type wind power plant will be explained in connection with FIG. 7. When the wind 1 enters the tower through a side opening or wing 2 , it is rotated and rises along the inner wall to become an artificial low pressure cyclone. As soon as it reaches a certain speed, it moves quickly upwards as a natural cyclone, so that the air pressure in the center of the column is very low and air in the lower part of the tower is therefore sucked in and quickly moved upwards to a turbine 4 and as a result of driving a power generator 5 in the lower part of the tower.

Da das Windkraftwerk eine vertikale Welle hat, hat die Turbine 4 eine Konstruktion mit querliegenden Flügeln. Obwohl die Flügel und der Generator 5 der Schwerkraft ausgesetzt sind, kann der ansteigende Wind den Widerstand auf die Flügel und den Generator 5 mindern. Der Turmkörper dreht sich jedoch nicht, so daß die Luft, die den Niedrigdruckraum füllen soll, nicht vollständig vom Boden des Turms kommt. Vielmehr kann ein Teil derselben vom kreisenden Wind kommen. Daher ist der Wirkungsgrad des Kraftwerks begrenzt. Since the wind power plant has a vertical shaft, the turbine 4 has a construction with transverse blades. Although the blades and generator 5 are subjected to gravity, the rising wind can reduce the resistance to the blades and generator 5 . However, the tower body does not rotate so that the air that is supposed to fill the low pressure space does not come completely from the bottom of the tower. Rather, part of it can come from the gyrating wind. The efficiency of the power plant is therefore limited.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Beseitigung der oben genannten Nachteile. Insbesondere soll der Wirkungsgrad des Windkraftwerks durch die Erfindung erhöht werden. Erfindungs gemäß ist vorgesehen, daß das Zyklon-Windkraftwerk in der Hauptsache einen festen äußeren Turm und einen drehbaren inneren Turm aufweist, die in einer Weise zusammengesetzt sind, so daß die in den äußeren Turm durch eine Vielzahl fester Führungsplatten geleitete Windströmung den inneren Turm drehend antreibt, wobei durch die Rotation im inneren Turm Unterdruck erzeugt wird, wodurch dann wiederum Luft vom Boden angesaugt wird, um die Drehbewegung für optimale Ausnutzung des Windes zu beschleunigen.The object of the invention is to eliminate the above disadvantages mentioned. In particular, the efficiency of the Wind power plant can be increased by the invention. Invention according to it is provided that the cyclone wind power plant in the The main thing is a fixed outer tower and a rotating one inner tower that is assembled in a way are so that in the outer tower by a variety fixed guide plates, wind flow directed the inner tower rotating, whereby by the rotation in the inner tower Negative pressure is generated, which in turn creates air from the floor is sucked in to the rotary motion for optimal utilization to accelerate the wind.

Durch die Erfindung wird ein Zyklon-Windkraftwerk geschaffen, das Windströmung ausnutzt, um den inneren Turm in Drehung zu versetzen, wobei die Drehung des inneren Turms zu einer Zentrifugalkraft führen kann, die verhindert, daß Luft von der Mitte des inneren Turms strömt, so daß die gesamte Windströ mung zum äußeren Turm durch die festen Führungsplatten kreist und zwischen dem äußeren Turm und dem inneren Turm nach oben steigt, um einen künstlichen Zyklon zu bilden, der den inneren Turm in einen gewichtslosen Zustand bringen kann, wobei der in der Mitte des inneren Turmes gebildete Unterdruck ausschließ lich durch Luft aufgefüllt wird, die vom Boden gesaugt wird. Der Unterdruck bewirkt für den inneren Turm auch eine Auf triebskraft, so daß der innere Turm unter nahezu gewichtsloser Bedingung für den höchsten möglichen Wirkungsgrad rotiert.A cyclone wind power plant is created by the invention, which takes advantage of wind flow to turn the inner tower move, turning the inner tower to a Can cause centrifugal force, which prevents air from the Middle of the inner tower flows, so that the entire wind flows to the outer tower through the fixed guide plates and up between the outer tower and the inner tower rises to form an artificial cyclone, the inner Can bring the tower into a weightless state, the in exclude the negative pressure formed in the middle of the inner tower is filled up with air that is sucked from the floor. The negative pressure also causes the inner tower to open driving force so that the inner tower under almost weightless Condition for the highest possible efficiency rotates.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich nungen beispielsweise beschrieben. Es zeigenThe invention is based on advantageous Embodiments with reference to the accompanying drawings for example. Show it

Fig. 1 die Hauptkomponenten einer Ausführungsform der Erfindung; Figure 1 shows the main components of an embodiment of the invention.

Fig. 2-1 die Draufsicht von oben auf den sich drehenden inneren Turm der Erfindung; Figure 2-1 is a top plan view of the rotating inner tower of the invention;

Fig. 2-2 die Konstruktion des sich drehenden inneren Turms der Erfindung; Figure 2-2 shows the construction of the rotating inner tower of the invention;

Fig. 3-1 eine Draufsicht von oben auf den feststehenden äußeren Turm der Erfindung; Fig. 3-1 is a top plan view of the stationary outer tower of the invention;

Fig. 3-2 die Konstruktion des feststehenden äußeren Turms der Erfindung; Figure 3-2 shows the construction of the fixed outer tower of the invention;

Fig. 4-1 eine Draufsicht, die die Anordnung der Permanent magneten und der stationären Ankerwindungen für die Erfindung zeigt; Fig. 4-1 is a plan view showing the arrangement of the permanent magnets and the stationary armature windings for the invention;

Fig. 4-2 eine Ausführungsform der Ankerwindungen der Fig. 4-1; Fig. 4-2 an embodiment of the armature windings of Fig. 4-1;

Fig. 5-1 eine andere Ausführungform der Ankerwindungen der Erfindung; Fig. 5-1 another embodiment of the armature windings of the invention;

Fig. 5-2 eine perspektivische Ansicht der Ankerwindung der Fig. 5-1; Fig. 5-2 is a perspective view of the armature turn of Fig. 5-1;

Fig. 6 die Konstruktion einer konventionellen widerstands fähigen Windmühle; Figure 6 shows the construction of a conventional tough windmill.

Fig. 7 die Konstruktion eines konventionellen Windkraft werks vom Säulentyp; und Fig. 7 shows the construction of a conventional pillar-type wind power plant; and

Fig. 8 bis 20 verschiedene Fotografien der vorstehend erwähnten Teile. Figs. 8 to 20 different photographs of the above-mentioned parts.

Wie dies in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist, weist das Zyklon-Windkraftwerk der Erfindung in der Hauptsache einen feststehenden äußeren Turm und einen inneren Zyklon-Turm 2 auf. Ein Eisenring 3 ist unterhalb der Mitte der Basis 6 des feststehenden äußeren Turms 1 entsprechend dem Ort eines Permanentmagneten 4 angeordnet, der beweglich auf dem inneren Zyklon-Turm 2 angeordnet ist. Durch Anziehung zwischen dem Eisenring 3 und den Permanentmagneten 4 wird der innere Zyklon-Turm 2 einer nach oben gerichteten Anziehung ausgesetzt und kann daher seine Rotation unter der Bedingung der Ge wichtslosigkeit durchführen, da die Schwerkraft durch die nach oben gerichtete Anziehung kompensiert wird.As shown in Figs. 1, 2 and 3, the cyclone wind power plant of the invention mainly has a fixed outer tower and an inner cyclone tower 2 . An iron ring 3 is arranged below the center of the base 6 of the fixed outer tower 1 corresponding to the location of a permanent magnet 4 which is movably arranged on the inner cyclone tower 2 . By attraction between the iron ring 3 and the permanent magnet 4 , the inner cyclone tower 2 is subjected to an upward attraction and can therefore perform its rotation under the condition of weightlessness Ge, since gravity is compensated by the upward attraction.

Eine Vielzahl feststehender Führungsplatten 5 mit einem gewissen Neigungswinkel ist angeordnet, um den Umfang des feststehenden äußeren Turms 1 zu umgeben, um hereinströmenden Wind nach rechts abzulenken. Eine versteifende Querplatte 51 ist in einer gewissen Höhe zwischen jeweils zwei benachbarten festen Führungsplatten 5 vorgesehen. Am Umfang der Basis 6 des äußeren feststehenden Turmes 1 gibt es eine Vielzahl von Luftöffnungen 61. Ein Leistungsgenerator ist in dem festen äußeren Turm 1 installiert. Bei der Erfindung wird ein Asyn chron-Generator verwendet. Er hat eine ungerade Anzahl fest stehender Ankerwindungen 10 an seiner Mittelbohrung 62 und eine gerade Anzahl rotierende Permanentmagnete oder erregter Windungen 4. Die Anzahl der Ankerwindungen 10 ist nur um eins geringer als die Anzahl der erregten Windungen 4. Unabhängig von der Zahl von Polen besteht ein Widerstand für nur einen Pol. Je größer die Zahl der Pole ist, umso größer ist die Kapazität des Generators. Wie dies bei der Ausführungsform der Erfindung in den Figuren dargestellt ist, hat jeder Magnet 4 eine Anziehungskraft an der linken Seite, die durch eine andere Anziehungskraft von der rechten Seite von einem anderen Magnet 4 ausgeglichen wird. Daher existiert nur der Widerstand für einen Pol. Die Permanentmagneten 4 sind auf dem Umfang eines Drehtisches 42 angeordnet. Der Drehtisch 42 ist mit dem inneren Zyklon-Turm 2 verbunden und weist eine Vielzahl geneigter Turbinenschaufeln 41 auf, um einen zusätzlichen Zyklon-Effekt im inneren Turm 2 zu schaffen. Wenn die durch den durch die Drehung des inneren Turms 2 gebildeten Unter druck angesaugte Luft nach oben strömt, um durch diese Turbinenflügel 41 hindurchzugelangen, wird die Drehung des inneren Turms 2 beschleunigt.A plurality of fixed guide plates 5 with a certain inclination angle are arranged to surround the periphery of the fixed outer tower 1 to deflect incoming wind to the right. A stiffening cross plate 51 is provided at a certain height between two adjacent fixed guide plates 5 . There are a plurality of air openings 61 on the circumference of the base 6 of the outer fixed tower 1 . A power generator is installed in the fixed outer tower 1 . In the invention, an asyn chron generator is used. It has an odd number of fixed armature windings 10 at its central bore 62 and an even number of rotating permanent magnets or excited windings 4 . The number of armature windings 10 is only one less than the number of excited windings 4 . Regardless of the number of poles, there is resistance for only one pole. The larger the number of poles, the greater the capacity of the generator. As shown in the figures in the embodiment of the invention, each magnet 4 has an attractive force on the left side, which is compensated by another magnet 4 by a different attractive force from the right side. Therefore there is only the resistance for one pole. The permanent magnets 4 are arranged on the circumference of a turntable 42 . The turntable 42 is connected to the inner cyclone tower 2 and has a plurality of inclined turbine blades 41 in order to create an additional cyclone effect in the inner tower 2 . When the air sucked in by the vacuum formed by the rotation of the inner tower 2 flows upward to pass through these turbine blades 41 , the rotation of the inner tower 2 is accelerated.

Die feststehenden Führungsplatten 5 am feststehenden äußeren Turm 1 sind mit der Basis 6 verbunden, auf der ein fester Rahmen 9 installiert ist, um den inneren Turm 2 an seinem Ort festzuhalten. Der innere Zyklon-Turm 2 weist eine Vielzahl geneigter Flügel 7 an seinem Umfang auf. Angetrieben durch den durch die festen Führungsplatten 5 geführten Wind dreht sich der innere Turm 2 im Gegenuhrzeigersinn und hat das Bestreben, sich mit einer hohen Geschwindigkeit zu drehen, wenn der Wind 11 zwischen dem äußeren Turm 1 und dem inneren Turm 2 kreist. Daher wird der Druck im Zentrum des inneren Turms 2 geringer als der Außendruck, und es wird ein Unterdruck gebildet, um Luft vom Luftdurchlaß 61 in der Basis 6 durch den Drehtisch 42 und den Eisenring 21 einzusaugen. Die Flügel 7 sind mit versteifenden Querplatten 71 in einer geeigneten Höhe verse hen. Die Flügel 7 sind auf dem Eisenring 21 angeordnet, der auf der Basis 6 angeordnet ist, um ein Strömen des Windes zwischen dem äußeren Turm 1 und dem inneren Turm 2 zur Basis 6 zu verhindern. Der innere Turm 2 und der Drehtisch 42 drehen sich synchron. Bei der Vorrichtung der Erfindung werden drei Lager benutzt: ein oberes Lager 8 am äußeren Turm 1 und dem festen Rahmen 9, um die Drehbewegung des inneren Turms 2 zu stabilisieren, ein mittleres Drucklager 81 zum Stabilisieren des Gewichtes des inneren Turms 2 und ein unteres Lager 82 am Boden, um die Drehung des inneren Turms 2 zu unterstützen. Das Zyklon-Windkraftwerk der Erfindung wird durch den Wind 11 angetrieben, der durch den äußeren Turm 1 von allen Richtungen geführt wird. Wenn der Wind 11 durch die feststehenden Füh rungsplatten 5 eintritt, wird er durch feststehende Führungs platten 5 geführt, um nach rechts zu strömen und den inneren Turm 2 drehend anzutreiben. Gleichzeitig verhindert der Zentrifugaleffekt, der aus der Drehung des inneren Turms 2 resultiert, daß der Wind durch die Flügel 7 eintritt, wobei der geneigte Winkel der feststehenden Führungsplatten 5 auch verhindert, daß der Wind 11 durch die feststehenden Führungsplatten 5 herausströmt, wodurch der Wind 11 zwischen dem äußeren Turm 1 und dem inneren Turm 2 kreist und ansteigt. Der ansteigende Wind 11 bewirkt eine Auftriebswirkung, um das Gewicht des inneren Turms 2 zu verringern und wird schließlich oben zu einem Zyklon. Wenn in dem inneren Turm 2 ein Zentrifu galeffekt auftritt, so ist der Druck in der Mitte des inneren Turms 2 kleiner als der Außendruck, wodurch ein Unterdruck gebildet wird, um Luft von der Basis 6 durch den Luftdurchlaß 61, die Turbinenflügel 41 auf dem Drehtisch 42 und den Eisen ring 21 in den inneren Turm 2 zu saugen. Dieses Saugen von Luft beschleunigt die Drehung und beschleunigt als Ergebnis davon die Drehung des Drehtisches 42 und der Permanentmagneten 4, um die Erzeugung von elektrischer Energie zu erhöhen.The fixed guide plates 5 on the fixed outer tower 1 are connected to the base 6 on which a fixed frame 9 is installed to hold the inner tower 2 in place. The inner cyclone tower 2 has a plurality of inclined wings 7 on its circumference. Driven by the wind guided by the fixed guide plates 5 , the inner tower 2 rotates counterclockwise and tends to rotate at a high speed when the wind 11 circles between the outer tower 1 and the inner tower 2 . Therefore, the pressure in the center of the inner tower 2 becomes lower than the outside pressure, and a negative pressure is generated to suck air from the air passage 61 in the base 6 through the turntable 42 and the iron ring 21 . The wings 7 are hen with stiffening cross plates 71 at a suitable height verse. The blades 7 are arranged on the iron ring 21 which is arranged on the base 6 in order to prevent the wind from flowing between the outer tower 1 and the inner tower 2 to the base 6 . The inner tower 2 and the turntable 42 rotate synchronously. In the device of the invention, three bearings are used: an upper bearing 8 on the outer tower 1 and the fixed frame 9 to stabilize the rotation of the inner tower 2 , a middle thrust bearing 81 for stabilizing the weight of the inner tower 2 and a lower bearing 82 on the ground to assist the rotation of the inner tower 2 . The cyclone wind power plant of the invention is driven by the wind 11 which is passed through the outer tower 1 from all directions. When the wind 11 occurs through the fixed guide plates 5 , it is guided through fixed guide plates 5 to flow to the right and drive the inner tower 2 in rotation. At the same time, the centrifugal effect resulting from the rotation of the inner tower 2 prevents the wind from entering through the blades 7 , and the inclined angle of the fixed guide plates 5 also prevents the wind 11 from flowing out through the fixed guide plates 5 , causing the wind 11 circles and rises between the outer tower 1 and the inner tower 2 . The rising wind 11 creates a buoyancy effect to reduce the weight of the inner tower 2 and eventually becomes a cyclone at the top. If a centrifugal effect occurs in the inner tower 2 , the pressure in the center of the inner tower 2 is less than the external pressure, which forms a negative pressure to air from the base 6 through the air passage 61 , the turbine blades 41 on the turntable 42 and the iron ring 21 to suck in the inner tower 2 . This sucking of air accelerates the rotation and, as a result, accelerates the rotation of the turntable 42 and the permanent magnets 4 to increase the generation of electrical energy.

Die Flügel 7 am inneren Turm 2 sind nach rechts geneigt, und die feststehenden Führungsplatten 5 sind ebenfalls nach rechts geneigt, um eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn zu bewirken. Die Turbinenflügel 41 des Drehtisches 42 werden auf der linken Seite geöffnet, und es kann dann ein Einströmen von Wind als Ergebnis des Saugens von Luft von der Basis 6 durch Unterdruck in den inneren Turm 2 mit nach rechts gerichtetem Druck erfolgen, was eine zusätzliche Kraft zum drehenden Antreiben des inneren Turms 2 bedeutet. Darüber hinaus gibt es eine Anziehungskraft zwischen dem Eisenring 3 und dem Permanent magneten 4, um eine Auftriebskraft für den inneren Turm 2 zu schaffen und die Anziehung des inneren Turms 2 durch die Schwerkraft zu verringern, wodurch als Ergebnis hiervon die Reibung bei der Rotation verringert wird. Die Konstruktion der drei Lager der Erfindung verringert ebenfalls die Reibung bei der Drehung des inneren Turms 2 bei hoher Geschwindigkeit.The wings 7 on the inner tower 2 are inclined to the right, and the fixed guide plates 5 are also inclined to the right to cause a counterclockwise rotation. The turbine blades 41 of the turntable 42 are opened on the left-hand side, and there can then be an inflow of wind as a result of suction of air from the base 6 by vacuum into the inner tower 2 with pressure directed to the right, which results in an additional force rotating driving of the inner tower 2 means. In addition, there is an attractive force between the iron ring 3 and the permanent magnet 4 to create a buoyancy force for the inner tower 2 and to reduce the attraction of the inner tower 2 by gravity, as a result of which the friction during rotation is reduced . The construction of the three bearings of the invention also reduces the friction when the inner tower 2 rotates at high speed.

Wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, sind die Ankerwindungen 10 an der Basis 6 in Reihe zu einem Ganzwellengleichrichter 12 und einem Kondensator 13 zum Erzeugen von Gleichstrom bei hoher Spannung verbunden. Wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, sind die Ankerwindungen 10 parallel zu einer Vielzahl von Ganzwellen gleichrichtern 12 vom Brückentyp und zu einem Kondensator 13 zum Erzeugen eines großen Gleichstroms bei niedriger Spannung verbunden.As shown in FIG. 4, the armature windings 10 on the base 6 are connected in series to a full wave rectifier 12 and a capacitor 13 for generating direct current at high voltage. As shown in Fig. 5, the armature windings 10 are connected in parallel to a plurality of whole-wave rectifiers 12 of the bridge type and to a capacitor 13 for generating a large direct current at a low voltage.

Das Zyklon-Windkraftwerk der Erfindung unterscheidet sich vom in Fig. 7 gezeigten konventionellen Windkraftwerk vom Säulen typ. Die Vorrichtung der Erfindung hat einen feststehenden äußeren Turm 1 und einen inneren drehbaren Turm 2, während das konventionelle Windkraftwerk vom Säulentyp die Form eines feststehenden Turms aufweist. Bei der Vorrichtung der Erfin dung wird ein Asynchrongenerator mit dem drehbaren inneren Turm und dem Drehtisch mit Turboflügeln verbunden, um elektri sche Kraft bei niedriger Reibung zu erzeugen. Beim konventio nellen Windkraftwerk vom Säulentyp wird ein Synchrongenerator mit einer Turbine verbunden, um elektrische Leistung bei hoher Reibung zu erzeugen.The cyclone wind power plant of the invention differs from the conventional pillar type wind power plant shown in Fig. 7. The device of the invention has a fixed outer tower 1 and an inner rotatable tower 2 , while the conventional pillar type wind power plant is in the form of a fixed tower. In the device of the inven tion, an asynchronous generator is connected to the rotatable inner tower and the rotary table with turbo blades to generate electrical power with low friction. In the conventional pillar-type wind turbine, a synchronous generator is connected to a turbine to generate electric power with high friction.

Es soll nun ein Versuch mit einer Ausführungsform der Vorrich tung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben werden.It is now a test with an embodiment of the device tion of the invention with reference to the accompanying Figures are described.

Wie dies in den Fig. 8, 9 und 10 gezeigt ist, hat der feststehende innere Turm eine Höhe von 100 cm, einen äußeren Durchmesser von 80 cm und oben einen inneren Durchmesser von 53 cm, unten einen Durchmesser von 120 cm und ist mit 24 fest stehenden Führungsplatten 5 und 24 versteifenden Querplatten 51 versehen, wobei eine Anzahl von Luftdurchlässen 61 um die Basis 6 herum angeordnet ist.As shown in Figs. 8, 9 and 10, the stationary inner tower has cm, a height of 100, an outer diameter of 80 cm and above, an inner diameter of 53 cm, below a diameter of 120 cm and is 24 fixed guide plates 5 and 24 stiffening cross plates 51 , wherein a number of air passages 61 is arranged around the base 6 .

Wie dies in den Fig. 11 und 12 dargestellt ist, hat der drehbare innere Turm 2 eine Höhe von 82 cm und einen Durch messer von 41 cm. Er weist unten einen Eisenring 21 von 52 cm Durchmesser auf und ist mit 24 Flügeln 7 und 24 versteifenden Querplatten 71 versehen. Das Bruttogewicht der inneren Turm anordnung beträgt ungefähr 5,87 kg.As shown in FIGS. 11 and 12, the rotatable inner tower 2 has a height of 82 cm and a diameter of 41 cm through. It has an iron ring 21 of 52 cm diameter at the bottom and is provided with 24 wings 7 and 24 stiffening cross plates 71 . The gross weight of the inner tower assembly is approximately 5.87 kg.

Wie dies in Fig. 13 gezeigt ist, ist jede Ankerwicklung 10 eine Wicklung mit 120 Windungen von lackiertem Draht (Durchmesser 0,06 cm) um 10 Eisenbleche mit Abmessungen von 5,5·3,2·0,95 cm (Länge·Breite·Höhe), wobei 19 Anker windungen 10 durch einen Draht in Reihe miteinander ver bunden sind.As shown in Fig. 13, each armature winding 10 is a winding with 120 turns of painted wire (diameter 0.06 cm) around 10 iron sheets measuring 5.5 x 3.2 x 0.95 cm (length x width) · Height), with 19 anchor windings 10 connected by a wire in series with each other.

Wie dies in Fig. 14 gezeigt ist, weist der Drehtisch 42 eine Anzahl von Turbinenflügeln 41 und 20 Permanentmagneten 4 mit Abmessungen von 4·2,5·1 cm (Länge·Breite·Höhe) auf. Das Bruttogewicht des Drehtisches 42 beträgt 2,86 kg.As shown in Fig. 14, the turntable 42 has a number of turbine blades 41 and 20 permanent magnets 4 with dimensions of 4 x 2.5 x 1 cm (length x width x height). The gross weight of the turntable 42 is 2.86 kg.

Wie dies in Fig. 15 gezeigt ist, ist der verwendete Generator ein 6-Pol-Synchrongenerator, wie er normalerweise in einem Bridgestone 110-Motorrad verwendet wird.As shown in Fig. 15, the generator used is a 6-pole synchronous generator, as is normally used in a Bridgestone 110 motorcycle.

Wie dies in Fig. 16 gezeigt ist, ist ein 16′′ (ungefähr 40,6 cm) elektrischer Ventilator, der mit der höchsten Geschwin digkeit arbeitet, ungefähr 60 cm von dem Zyklon-Windkraftwerk weg aufgestellt. Unter diesen Bedingungen dreht sich der innere Turm 2 ohne Belastung mit 246 U/min. Wenn ein Synchron generator, wie er in der unteren rechten Ecke des Bildes gezeigt ist, angetrieben wird, dreht sich der innere Turm 2 mit 98 U/min, wobei der Generator mit 196 U/min läuft und ein Wechselstrom von 1,4 V erzeugt wird. Eine Lampe von 2,5 V flimmert. Die Spannung fällt aber auf 0,5 V, wenn die Lampe verbunden wird. Durch Verbindung mit Wechselstrom zu einem Ganzwellengleichrichter vom Wellentyp wird ein Gleichstrom bei 0,9 V erhalten. Die Lampe von 2,5 V wird nicht erleuchtet, wobei die Spannung des Gleichstromes aber auf 0,1 V fällt, wenn die Lampe mit dem Strom verbunden wird.As shown in Fig. 16, a 16 '' (about 40.6 cm) electric fan, which works at the highest speed, is placed about 60 cm from the cyclone wind turbine. Under these conditions, the inner tower 2 rotates at 246 rpm without load. When a synchronous generator, as shown in the lower right corner of the picture, is driven, the inner tower 2 rotates at 98 rpm, the generator running at 196 rpm and generating an alternating current of 1.4 V. becomes. A 2.5 V lamp flickers. However, the voltage drops to 0.5 V when the lamp is connected. By connecting AC to a full wave rectifier of the wave type, a DC current of 0.9 V is obtained. The 2.5 V lamp is not lit, but the DC voltage drops to 0.1 V when the lamp is connected to the power.

Wird dasselbe Zyklon-Windkraftwerk mit einem 20-Pol-Asynchron generator verbunden, so läuft der Generator mit einer Ge schwindigkeit von 163 rpm, und es wird ein Wechselstrom von 8,8 V erzeugt, wenn 19 Ankerwindungen 10 in Reihe miteinander verbunden werden. Eine 2,5-V-Lampe flimmert, wobei aber die Spannung auf 0,8 V abfällt, wenn die Lampe verbunden wird. Durch Verbinden mit Wechselstrom mit einem Vollwellengleich richter vom Brückentyp wird ein Gleichstrom von 16 V erhalten. Die Lampe von 2,5 V flimmert, wobei die Spannung des Gleich stroms auf 0,7 V abfällt, wenn die Lampe mit dem Strom verbun den wird (siehe auch Fig. 4, 17 und 18).If the same cyclone wind turbine is connected to a 20-pole asynchronous generator, the generator runs at a speed of 163 rpm and an alternating current of 8.8 V is generated when 19 armature windings 10 are connected in series. A 2.5V lamp flickers, but the voltage drops to 0.8V when the lamp is connected. By connecting with alternating current to a full-wave rectifier of the bridge type, a direct current of 16 V is obtained. The lamp of 2.5 V flickers, the voltage of the direct current falling to 0.7 V when the lamp is connected to the current (see also FIGS . 4, 17 and 18).

Die Ankerwindungen 10 sind in acht Gruppen von jeweils zwei Ankerwindungen 10 und einer Gruppe angeordnet, die drei Ankerwindungen 10 enthält. Der Wechselstrom, der von der Gruppe erhalten wird, die drei Ankerwindungen 10 aufweist, hat eine Spannung von 2 V. Nach Gleichrichtung durch einen Ganz wellenrichter vom Brückentyp wird ein Gleichstrom von 1,3 V erhalten. Eine 2,5-V-Lampe leuchtet überhaupt nicht, aber die Spannung fällt auf 0,6 V, wenn die Lampe verbunden wird. Durch paralleles Verbinden der neun Gruppen von Ankerwindungen 10 wird ein Gleichstrom von 1,5 V erhalten. Die 2,5-V-Lampe leuchtet, aber die Spannung des Gleichstroms fällt auf 0,7 V, wenn die Lampe mit dem Strom verbunden wird (siehe auch Fig. 5, 19 und 20).The armature windings 10 are arranged in eight groups of two armature windings 10 each and a group which contains three armature windings 10 . The alternating current obtained from the group having three armature windings 10 has a voltage of 2 V. After rectification by an all-wave rectifier of the bridge type, a direct current of 1.3 V is obtained. A 2.5V lamp does not light at all, but the voltage drops to 0.6V when the lamp is connected. By connecting the nine groups of armature windings 10 in parallel, a direct current of 1.5 V is obtained. The 2.5 V lamp lights up, but the DC voltage drops to 0.7 V when the lamp is connected to the current (see also Figures 5, 19 and 20).

Mit der obigen Ausführungsform und mit den Versuchen kommt man zu folgendem Ergebnis:With the above embodiment and with the experiments one comes to the following result:

Die vom Asynchrongenerator erzeugte elektrische Leistung ist mehrfach größer als die vom Synchrongenerator erzeugte. Die elektrische Leistung, die von dem kleinen Zyklon-Windkraftwerk zur Verfügung steht, das von einem elektrischen 16′′-Ventilator (ungefähr 40,6 cm) angetrieben wird, ist klein. Ein großes Zyklon-Windkraftwerk, das durch natürlichen Wind draußen ange trieben wird, kann einen großen elektrischen Strom erzeugen.The electrical power generated by the asynchronous generator is several times larger than that generated by the synchronous generator. The electrical power from the small cyclone wind turbine is available from an electric 16 '' fan (approximately 40.6 cm) is small. A big Cyclone wind power plant, which is exposed by natural wind outside driven, can generate a large electric current.

Darüber hinaus kann, zusätzlich dazu, daß elektrische Leistung erzeugt wird, das Zyklon-Windkraftwerk der Erfindung auf ver schiedenen Gebieten angewendet werden, wie z. B.In addition, in addition to being electrical power is generated, the cyclone wind power plant of the invention on ver different areas, such as B.

1) There can be a water pump to recover water like e.g. B. for a hydropower plant or for irrigation purposes get connected.
2) There can be a lighting device on top of the Cyclone wind power plant to be installed at night To act lighthouse.
3) It can be used as an auxiliary drive for the propeller if it is installed on board a ship.
4) It can be used as a power source for battery charging or as Power source for an electrically powered vehicle if it is installed on top of the vehicle.

Die Erfindung hat die folgenden Verdienste:The invention has the following merits:

1) It uses wind as an energy source, one everlasting natural energy without any order world pollution.
2) The cyclone wind power plant can take wind from all directions record, tape.
3) The surface area facing the wind on the outer tower is more than twice the size of the waiter area of the inner tower, which means that for the Available wind power doubles or even more is enlarged.
4) The inner tower is of vertical construction without any metal fatigue or deformation occurs ten.
5) The rising circling wind exerts a buoyancy force on the inner tower and thus accelerates the Rotation of the inner tower.
6) The incoming wind flows in such a direction, that he through the fixed guide plates for optima le mode of operation is performed.
7) The inner tower and the generator generate electrical Energy in an almost weightless state.
8) The asynchronous generator has an odd number of fixed anchor windings and an even number of rotating permanent magnets that are smaller by one than the number of anchor windings, so that only the Resistance of a pole exists regardless of the number of poles. The more poles you have, the bigger the capacity for power generation.

Claims

1. Cyclone wind power plant, which has an outer fixed tower with a plurality of fixed guide plates ( 5 ) on the circumference and a number of air passages at its base on the ground, characterized in that it
an air inlet in the middle of the outer tower ( 1 ), an iron ring ( 3 ) at the base ( 6 ) and an odd number of fixed armature windings ( 10 ) surrounding the iron ring ( 3 ),
an inner rotatable tower ( 2 ) located in the center of the base ( 6 ) of the fixed outer tower ( 1 ) and having a plurality of circumferential wings ( 7 ) arranged on iron rings ( 21 ) with a few holes; and
has a turntable ( 42 ), the rotation of which is synchronized with the rotation of the inner tower ( 2 ) and which has a multiplicity of turbine blades ( 41 ) and a multiplicity of permanent magnets ( 4 ) which with a number of stationary armature windings ( 10 ) Form a system of a power generator.

2. Cyclone wind power plant according to claim 1, characterized in that the fixed guide plates ( 5 ) on the fixed outer tower ( 1 ) are angeord net at an angle to guide the incoming wind in a predetermined direction.

3. Cyclone wind power plant according to claim 1 or 2, characterized in that the wings ( 7 ) in the rotatable inner tower ( 2 ) are arranged at a predetermined inclination angle corresponding to the wind direction, which is determined by the fixed guide plates ( 5 ), so that the inner tower ( 2 ) rotates in the direction of the inflow of wind into the outer tower ( 1 ).