DE7706941U1 - WIND DRIVE WITH VERTICAL AXIS - Google Patents
WIND DRIVE WITH VERTICAL AXISInfo
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- 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
- F03D3/06—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
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Description
Gebrauchsmuster-Anmeldung für·· · .... . » HINDANTRIEB-MIT-YERTIKALER-ACHSEUtility model registration for ·· · ..... » REAR DRIVE WITH YERTICAL AXIS
Die Erfindung versucht die in der Natur gegebenen Vorteile der beim Vogelflug bei Sturzflug und Schwingenschlag sich darstellenden Windgleitverhältnisse aerodynamisch nachzubilden und zu verwerten.Gleichzeitig werden die Erkenntnisse ausgenützt,daß die Spinne sich bei Regen und Wind zu einer Kugelform faltet, um speziell dem Wind die geringst möglichen Angriffsflächen an an einem Faden hängend darzubieten.The invention tries to take advantage of the advantages that occur in nature when birds fly when they dive and swing their wings To simulate and utilize wind slip conditions aerodynamically. At the same time, the knowledge that the spider folds into a spherical shape in rain and wind, in order to give the wind the least possible attack surface to present hanging on a thread.
Während die Windpropeller herkömmlicher Art durch, die aerodynamisch geforderte schmale Bauart eine sehr große Länge erfordern,um entsprechende Antriebskraft zu erzielen,ergibt sich hier zwangsläufig eine sehr große Bauhöhe.While the wind propellers of conventional type are aerodynamic required narrow design require a very large length in order to achieve the appropriate driving force, results here inevitably a very large overall height.
Die hier beschriebene neue Form mit ihren großflächigen Windangriff sschalen erlaubt eine bedeutend niedrigere Bauhöhe durch die sinnvolle Anordnung einer vertikalen Achse.The new shape described here with its extensive wind attack s shells allow a significantly lower overall height thanks to the sensible arrangement of a vertical axis.
Der Windpropeller benötigt eine besondere Windrichtungssteuervorrichtung, die die Flügel immer günstig zum Wind stellt, hier bei müssen zwangsläufig Torsionsspannungen im Turm auftreten. Die hier beschriebene Ausführung benötigt dies nicht, da der Wind von allen Richtungen mit gleicher Ausnützung angreifen kann.The wind propeller requires a special wind direction control device, which always places the wings in a favorable position to the wind, here at must inevitably arise torsional stresses in the tower. The design described here does not need this, as the winds attack from all directions with equal exploitation can.
Im Vorlauf beim Luftaufprall in die Hohlschale wird im Zusammenwirken
mit dem entstehenden Sog durch das aerodynamische Profil die Drehkraft vergrößert. Beim Rücklauf gegen den Windstrom
wird durch die Kugelform ein geringer Widerstand erreicht. Durch die Formgebung der Hohlschale wird die darauf prallende
Luft aufgrund der entsprechenden Anordnung im Inneren des Rotors umgeleitet 'und prallt dann wieder in eine vor dieser
laufende Schale, die im Gegenstrom zurückläuft und hebt damit die Bremswirkung teilweise auf; die Widerstandsziffer konvexe
Schale 0,3^ (konkave Schale 1,33 0 wird damit vermindert, und
die Antriebskraft vergrößert.
Hieraus ergeben sich vielerlei Ausführungsformen:In the run-up to the air impact in the hollow shell, the aerodynamic profile increases the rotational force in cooperation with the resulting suction. When the wind flows back against the wind, a low resistance is achieved due to the spherical shape. Due to the shape of the hollow shell, the air bouncing on it is diverted due to the corresponding arrangement inside the rotor and then bounces back into a shell running in front of it, which runs back in countercurrent, thus partially canceling the braking effect; the coefficient of resistance convex shell 0.3 ^ (concave shell 1.33 0 is thus reduced, and the driving force increased.
This results in a variety of designs:
1.0 Schalenflügel-Ausführung 1.0 Cup wing design
1.1 Kugelform-Schale1.1 spherical shell
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-2-Windantrieb mit vertikaler Achse-2 wind propulsion with vertical axis
1.2 Tropfenform-Schale1.2 teardrop-shaped shell
1.3 Tütenform-Schale1.3 Cone-shaped bowl
^.k ähnliche, daraus abzuleitende, Schalen (Ovale, Ellipsen, Parabeln, Hyperbeln usw.) ^ .k similar shells derived therefrom (ovals, ellipses, parabolas, hyperbolas, etc.)
Die einzelnen Schalenflügel sind entsprechend der Windgeschindigkeit auf eine etwa gleichbleibende Leistung (durch Öffnen oder Schließen) einstellbar. Bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten kann bei minimaler Öffnung noch Normal-Leistung abgenommen werden. Bei auftretendem Sturm und Überlastung kann die Windbelastung in die Flügelschalen ganz weggenommen werden, dies erreichen wir, indem wir die Schalenflügel kugelähnlich schließen und damit einen günstigen Windwiderstand erreichen (wie sich auch die Spinne zu einer Kugel rollt). Die kugelige Form hat bekanntlich eine sehr hohe Festigkeit bei geringem Luftwiderstand.The individual shell wings are according to the wind speed adjustable to an approximately constant output (by opening or closing). At very high wind speeds normal power can still be consumed with minimal opening. In the event of a storm and overload, the Wind load in the wing shells are completely removed, we achieve this by making the wing shells spherical close and thus achieve a favorable wind resistance (just like the spider rolls into a ball). The spherical one Form is known to have a very high strength with little air resistance.
Die Windpropeller müssen ihrer schlanken und hohen Bauart entsprechend eine sehr hohe material- und arbeitszeitaufwendige,· der Statik entsprechende Ausbildung erfahren, um den Festigkeitsanforderungen gerecht zu werden.The wind propellers have to have a very high material and labor-time consuming, · Experience the corresponding training in statics in order to meet the strength requirements.
Die neue Ausführung bietet durch ihre Hohlkugel-Segment-Konstruktion, die durch Prägung einfach herzustellen ist, eine hohe Festigkeit. Auch genügt, im Gegensatz zum Windpropellex", ein niedriger Unterbau, der seinem Betrachter einen stabilen Eindruck vermittelt.With its hollow-ball-segment construction, the new version offers which is easy to manufacture by embossing, high strength. Also sufficient, in contrast to the Windpropellex ", a low substructure that gives the viewer a stable impression.
Durch die Kugelform ist die baumartige Gestaltung rein optisch der Natur angepaßt, ohne bei entsprechender Farbgebung das Landsohaftsbild zu stören.Due to the spherical shape, the tree-like design is optically adapted to nature, without the appropriate coloring To disturb Landsohaftsbild.
Dieser Form gemäß schließt sich der Wind wieder hinter der Kugel und somit wird es möglich, daß mehrere Antriebselemente waldartig angeordnet werden können.According to this form, the wind closes behind the Ball and thus it is possible that several drive elements can be arranged like a forest.
Die vorstehenden Ausführungen zu 1.1 haben sinngemäß auch für die Punkte 1.2 bis 1.h Geltung.The above statements on 1.1 also apply accordingly to points 1.2 to 1 .h .
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Windantrieb mit vertikaler AchseWind propulsion with vertical axis
2.0 Segelflügel-Ausführung (Vogelflugsystera)2.0 glider wing design (bird flight system)
Beim Sturzflug zieht der Vogel seine Schwingen ein, um'.den geringsten Luftwiderstand und damit eine möglichst hohe Fallgeschwindigkeit zu erreichen. Vor dem Erreichen des Anflugzieles spreizt er seine Flügel zur größtmöglichen Fläche aus,um 'einen großen Luftwiderstand und damit eine schnelle Minderung seiner Fallgeschwindigkeit zu erreichen.When it swoops, the bird retracts its wings for the slightest Air resistance and thus the highest possible fall speed to reach. Before reaching the destination, he spreads his wings to the largest possible area, around 'one great air resistance and thus a rapid reduction in its To achieve falling speed.
Im umgekehrten Sinne muß hier ein hoher Luftwiderstand auf dem krafterzeugenden Flügelteil erreicht werden. Dies geschieht durch ein selbsttätiges Aufblähen des Segels durch entsprechende Ausbildung. Der sich gegen den Wind drehende Segelteil hat durch entsprechende Ausführung nur den Kantenwiderstand, nachdem er sich durch den darüberstreichenden Wind automatisch schneidenmäßig faltet.In the opposite sense, there must be a high air resistance on the force-generating wing part can be achieved. This happens through an automatic inflation of the sail by appropriate Training. The part of the sail that turns against the wind only has edge resistance after it has been designed accordingly automatically folds like a cutting edge due to the wind blowing over it.
Auch bei dieser Ausführung wird die Bauhöhe gegenüber dem herkömmlichen Windpropeller wesentlich geringer und ergibt eine bemerkenswert einfache und kostensparende Konstruktion. Eine gleichmäßige Leistungsabgabe erzielt man durch die Höhenverstellung des oberen oder unteren Haltepunktes, wodurch die Windangriffsfläche verändert wird. Bei Sturm wird der obere Haltepunkt ganz nach unten gefahren. Bei der Segelflügel-Ausführung wirkt der Winddruck auf eine verhältnismäßig große Fläche und großen Hebelarm, wobei, um ein noch größeres Drehmoment zu erzielen, der sonst ungenützte Innenraum mit weiteren Segeln bestückt werden kann.In this version, too, the overall height is greater than that of the conventional one Wind propeller is much lower and results in a remarkably simple and cost-saving construction. One Even power output is achieved by adjusting the height of the upper or lower breakpoint, whereby the The area exposed to wind is changed. If there is a storm, the upper one Breakpoint moved all the way down. With the sail wing version the wind pressure acts on a relatively large area and large lever arm, with an even greater torque to achieve that the otherwise unused interior space can be equipped with further sails.
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Windantrieb mit vertikaler AchseWind propulsion with vertical axis
Blatt 1 Fig.1 ist die Ansicht eines Kugel-Windantriebes (3-flügelig) in Draufsicht, als Beispiel der Anordnung der Kugelsegmente im geöffneten Zustand.Hier sind Teil 1 die Kugelsegmente,verstellbar auf der Antriebswelle 2,über das Vorstellgestänge 3· Blatt 1 Fig.2 zeigt ein Beispiel,wie bei Sturm die Kugelsegmente zu einer geschlossenen Kugel zusammengeklappt werden können.Auch hier sind die Kugelsegmente mit 1,die Antriebswelle mit 2 und das Verstellgestänge mit 3 bezeichnet. Sheet 1 Fig. 1 is a view of a spherical wind drive (3-wing) in a top view, as an example of the arrangement of the ball segments in the open state. Here part 1 are the ball segments, adjustable on the drive shaft 2, via the advance rod 3 sheet 1 Fig. 2 shows an example of how the ball segments can be folded together to form a closed ball during a storm. Here, too, the ball segments are labeled 1, the drive shaft 2 and the adjustment rod 3.
Jede Zwischenstellung ist entsprechend der Windstärke möglich. Bei geringem Wind entsteht durch den großen Radius das hohe Drehmoment.Die Anordnung Kugelschalen ist zahlenmäßig von 2 bis zur letztmöglichen Windausnützung möglich.Die Zahl richtet sich nach der Baugröße des Kugel-Windantriebes. Blatt 2 Fig.3 ist die Ansicht des Kugel-Windantriebes im Schnitt,wobei Teil 1 die Kugelsegmente darstellt wie auf Blatt 1 Fig.1 Teil I.Teil 2 ist die Antriebswelle,Verstellgestänge 3>obere Lagerung 4,Teil 5 ist der Generator,die Pumpe oder Sonstiges mit der unteren Lagerung und Teil 6 ist das Tragegestell. Blatt 3 Fig.4 ist eine ähnliche Art der 2 flügeligen Ausführung mit Teil 1 Halbkugelsegmente, Teil 2 Antriebswelle, Teil 3 in der Höhe verstellbare Hubstangen, Teil 4 Führungsnut, Teil 5 Führungsarme, Teil 6 Tragegestell, Teil 7 Generator, Pumpe oder Sonstiges. Die untere Lagerung liegt am Teil 7 und die obere Lagerung Teil 8. 9 zeigt die bei Sturm geschlossene Kugel, in jeder Zwischenlage ist diese Ausführung entsprechend der Windstärke auf benötigte Leistung einstellbar. Blatt 4 Fig.5 zeigt die Ausführung eines 2-Flüglers mit Halbschalen. Blatt 4 Fig.6 zeigt wie dieser 2-Flügler (Fig.5) bei hoher Windstärke zur Kugel geschlossen werden kann.Any intermediate position is possible depending on the wind strength. When the wind is low, the large radius creates the high torque. The number of spherical shells can range from 2 to the last possible wind utilization. The number depends on the size of the spherical wind drive. Sheet 2 Fig. 3 is the view of the ball wind drive in section, with part 1 showing the ball segments as on sheet 1 Fig. 1, part I. Part 2 is the drive shaft, adjustment rods 3> upper bearing 4, part 5 is the generator, the pump or other with the lower bearing and part 6 is the support frame. Sheet 3 Fig. 4 is a similar type of the 2-wing design with part 1 hemispherical segments, part 2 drive shaft, part 3 height-adjustable lifting rods, part 4 guide groove, part 5 guide arms, part 6 support frame, part 7 generator, pump or other items. The lower bearing is on part 7 and the upper bearing is on part 8. Fig. 9 shows the ball closed in a storm, in each intermediate layer this version can be adjusted to the required power according to the wind strength. Sheet 4 Fig. 5 shows the design of a 2-wing aircraft with half-shells. Sheet 4, Fig. 6 shows how this 2-winged aircraft (Fig. 5) can be closed to form a ball when the wind is strong.
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MlW4iMlW4i
ftjA^Cf-f £· 'ftjA ^ Cf-f £ · '
Vindantrieb mit vertikaler AchseVindrive with vertical axis
zeigt die Ausführung eines 3-Flüglers mit KugelSegmenten ohne Ausleger. Teil 1 Kugelschalen, Teil 2 Antriebswelle, Teil 3 Tragvorrichtung, Teil if drei Gelenkpunkte. Blatt if Fig.8 zeigt den in Bild 7 dargestellten 3-Flügler in der geschlossenen Kugelform dar. Blatt if Fig. 9 Ausführung eines if-Flüglers mit Kugel segment en (ohne Ausleger). Teil 1 Kugelschalen, Teil 2 Antriebswelle, Teil 3 Tragevorrichtung, Teil if Gelenkpunkte. Blatt if Fig. 10 zeigt den in Fig. 9 dargestellten if-Flügler in geschlossener Kugelform. Blatt k Fig.11 stellt eine Ausführungsart eines 6-Flüglers mit Kugelsegmenten dar (ohne Ausleger). Teil 1 Kugelschalen, Teil 2 Antriebswelle, ■Teil 3 Tragevorrichtung, Teil if Gelenkpunkte. Auch dieser 6-Flügler kann wie die vorherigen Modelle zu einer Kugel geschlossen werden. Blatt 5 Fig.12 stellt die Ausführung eines 2-Flüglers mit Tütenform-Schalen dar.shows the design of a 3-wing aircraft with spherical segments without a boom. Part 1 spherical shells, part 2 drive shaft, part 3 support device, part if three pivot points. Sheet if Fig. 8 shows the 3-winged aircraft shown in Fig. 7 in the closed spherical shape. Sheet if Fig. 9 Execution of an if-winged wing with spherical segments (without boom). Part 1 spherical shells, part 2 drive shaft, part 3 carrying device, part if pivot points. Sheet if Fig. 10 shows the if-wing shown in Fig. 9 in a closed spherical shape. Sheet k Fig. 11 shows an embodiment of a 6-winged wing with spherical segments (without boom). Part 1 spherical shells, part 2 drive shaft, ■ part 3 carrying device, part if pivot points. Like the previous models, this 6-winged wing can also be closed to form a sphere. Sheet 5 Fig. 12 shows the design of a 2-wing aircraft with bag-shaped trays.
Blatt 6 Fig.13 stellt eine Segelflügel-Ausführung dar. Blatt 6 Fig. 1Jf zeigt wie die Segelflügel (Fig.13) bei Sturm abgesenkt werden. Blatt 7 Fig.15 zeigt ein Anwendungsbeispiel, wie mehrere Elemente in einer Anlage summiert erhöhte Leistung verspricht. Alle 9 Kugelschalen lassen sich beim Schließen zu einer einzigen Kugel ineinander klappen. Sheet 6 Fig.13 shows a sail wing design. Sheet 6 Fig. 1Jf shows how the sail wings (Fig.13) are lowered during a storm. Sheet 7 Fig. 15 shows an application example of how several elements in a system, combined, promise increased performance. When closing, all 9 spherical shells can be folded into one another to form a single sphere.
-6--6-
7706941 24.05.787706941 05/24/78
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