Claims (9)
PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS
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Anmelder: LEPOIX, Louis L.
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7570 BADEN-BADEN, DEApplicant: LEPOIX, Louis L.
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7570 BADEN-BADEN, DE
Titel :Title:
Wi ndturbi neWind turbines
Die Erfindung betrifft eine Windturbine, bestehend aus mehreren, auf einer drehbaren Achse angeordneten, mit gekrümmten
Flächen versehenen Formkörpern zur Übertragung der Energie der bewegten Luft auf die genannte Achse.The invention relates to a wind turbine consisting of several shaped bodies arranged on a rotatable axis and provided with curved surfaces for transferring the energy of the moving air to said axis.
Es sind bereits Windturbinen bekanntgeworden, bei denen zwei gekrümmte, ineinandergreifende Flächen an einer Achse
angeordnet sind (Savonius-Turbine).Wind turbines have already become known in which two curved, interlocking surfaces are arranged on an axis (Savonius turbine).
Es ist ferner eine Windturbine bekanntgeworden, die aus
einem S-förmig geformten Flügel, der eine Vollfläche bildet, aufgebaut ist, die als drehende Werbefläche benutzt
wurde .A wind turbine has also become known which is made up of an S-shaped wing that forms a solid surface and was used as a rotating advertising surface.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,
die letztgenannte Turbine im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit zur Energiegewinnung, den problemlosen Anlauf
und einen geräuscharmen Lauf zu verbessern und diese als Träger von Sonnenenergiezellen zu nutzen.The present invention is based on the object of improving the latter turbine with regard to its performance in generating energy, its problem-free start-up and its low-noise operation and of using it as a carrier for solar energy cells.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Windturbine
gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.To solve the problem, a wind turbine
according to claim 1 is proposed.
Mit der Windturbine gemäß der Erfindung werden mehrere Vorteile erreicht. So ist der Anlauf der Turbine aus
einer beliebigen Windrichtung problemlos, da es infolge der Drehung der mit gekrümmten Flächen versehenen Formkörper
keinen "toten Winkel" mehr gibt.The wind turbine according to the invention achieves several advantages. For example, starting the turbine from any wind direction is problem-free, since there is no longer a "blind spot" due to the rotation of the shaped bodies with curved surfaces.
Ferner wird der Sehne I lauf-Koeffizient verbessert, weil
der Gesamtwiderstandsbeiwert verkleinert ist. Dadurch ergibt
sich eine wesentliche Verbesserung der Leistung gegenüber den vorbekannten Windturbinen.Furthermore, the chord I running coefficient is improved because
the overall drag coefficient is reduced. This results in a significant improvement in performance compared to previously known wind turbines.
Die Windturbine gemäß der Erfindung läuft ferner geräuscharm und weist gegenüber der vorbekannten Turbine keine sogenannten
"wechselartigen Rotationsgeräusche" auf.The wind turbine according to the invention also runs quietly and, in contrast to the previously known turbine, does not exhibit any so-called
"alternating rotation noises".
Diese Ergebnisse wurden im Windkanal durch Versuche*beobachtet.
Die Merkmale ergaben sich auf der Suche nach einer günstigeren Strömung bei einer relativen Stärke
des Kerns, damit eine groß dimensionierte Achse Platz
finden konnte. Die Höhe einer solchen vertikalen Turbine beeinflußt selbstverständlich auch die Dimensionierung
der Achse. Die Turbine gemäß der Erfindung kann aber nicht nur vertikal, sondern auch horizontal oder in einem beliebigen
Winkel zur Horizontalen angeordnet werden.These results were observed in wind tunnel tests*.
The characteristics were found in the search for a more favorable flow with a relative thickness of the core so that a large-sized axis could be accommodated. The height of such a vertical turbine naturally also influences the dimensioning of the axis. The turbine according to the invention can be arranged not only vertically, but also horizontally or at any angle to the horizontal.
Die Formkörperelemente der Windturbine bestehen gemäß
einer besonderen Ausführungsform aus S-förmig gebildeten
Bandteilen oder aus Vollmaterial bestimmter Breite und
sind aus Metall, Holz oder Kunststoff hergestellt.According to a special embodiment, the shaped body elements of the wind turbine consist of S-shaped strip parts or of solid material of a certain width and are made of metal, wood or plastic.
Bei der Windturbine gemäß der Erfindung sind die mit den gekrümmten Flächen versehenen Formkörper in einem WinkelIn the wind turbine according to the invention, the shaped bodies provided with the curved surfaces are arranged at an angle
zwischen 5 und 30 , insbesondere zwischen 15 und 25 , gegeneinander versetzt und nach Art einer Wendeltreppe
auf der Achse angeordnet. Dadurch ist die Verdrehung des oberen, Letzten Formkörpers auch variabeL und kann gegenüber
dem unteren Formkörper 90 bis 180 betragen.between 5 and 30 , in particular between 15 and 25 , offset from one another and arranged on the axis like a spiral staircase. As a result, the rotation of the upper, last mold body is also variable and can be 90 to 180 compared to the lower mold body.
Eine weitere Ausbildungsform der Windturbine gemäß der
Erfindung besteht darin, daß die äußeren Seitenkanten der mit gekrümmten FLächen versehenen Formkörper in einem
soLchen Winkel schräg zur Längsachse verlaufen, daß nach der vorgesehenen Aneinanderreihung der Formkörper die
äußeren Kanten derselben auf je einer stetig im Raum verlaufenden, gekrümmten Linie liegen.A further embodiment of the wind turbine according to the invention consists in that the outer side edges of the shaped bodies provided with curved surfaces run at an angle to the longitudinal axis such that after the intended arrangement of the shaped bodies, the outer edges of the same lie on a curved line running continuously in space.
Die einzelnen Formkörper können beispielsweise aus zwei
S-förmigen und bandförmigen Kunst stoffelementen bestehen, die derart zueinander angeordnet sind, daß in der Mitte
ein verbreiterter Raum für den Durchtritt der Achse entsteht.
Das Material kann Metall, Kunststoff oder Holz sein. Normalerweise wird bei kleinen Ausführungen ein
Thermotiefzieh verfahren angewendet. Bei größeren Ausführungen
kann eine Glasfaser, Kohlefaser oder anderes Verstärkungsmaterial in einem geeigneten Kunststoff verwendet
werden, wobei die Formkörper gegebenenfalls auch
im Sandwichverfahren, d. h. mit einer äußeren Haut und
einem festen Kunst stoff sehaumkern, hergestellt werden
können.The individual molded bodies can, for example, consist of two S-shaped and band-shaped plastic elements that are arranged in such a way that a wider space is created in the middle for the axle to pass through. The material can be metal, plastic or wood. A thermoforming process is normally used for small versions. For larger versions, a glass fiber, carbon fiber or other reinforcing material can be used in a suitable plastic, whereby the molded bodies can also be manufactured using the sandwich process, i.e. with an outer skin and a solid plastic foam core.
Zur weiteren, zusätzlichen Energiegewinnung können die
gekrümmten FLächen der Formkörper mit Solarzellen versehen sein. Diese Solarzellen können beispielsweise in
geringfügigen Vertiefungen in den beiden Flächen der S-
und bandförmigen Kunststoffteile eingebettet sein.For further, additional energy generation, the curved surfaces of the molded bodies can be equipped with solar cells. These solar cells can, for example, be embedded in small depressions in the two surfaces of the S- and band-shaped plastic parts.
Anhand der Zeichnungen soll am Beispiel bevorzugter Aus-The drawings are intended to illustrate preferred designs.
führungsformen die Windturbine gemäß der Erfindung näher
er Läutert we rden .The wind turbine according to the invention will be explained in more detail below.
In den Zeichnungen zeigtIn the drawings
Fig. 1 einen Schnitt durch einen mit gekrümmten Flächen versehenen Formkörper zum Aufbau der
Windturbine gemäß der Erfindung.Fig. 1 shows a section through a molded body provided with curved surfaces for constructing the wind turbine according to the invention.
Die Figuren 1a und 1b zeigen Seitenansichten entsprechend
den Pfeilen des Formkörpers gemäß Fig. 1.Figures 1a and 1b show side views corresponding to the arrows of the molded body according to Fig. 1.
Fig. 1c zeigt eine Draufsicht in Achsrichtung auf zwei gegeneinander versetzte Formkörper.Fig. 1c shows a plan view in axial direction of two molded bodies offset from each other.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ausFig. 2 shows a perspective view of a
den Formkörpern gemäß Fig. 1 aufgebauten Windturbine.
the wind turbine constructed from the molded bodies as shown in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform derFig. 3 shows a modified embodiment of the
Windturbine von Fig. 2 mit eingesetzten SolarzeLlen.im
Prinzip.Wind turbine from Fig. 2 with solar cells installed.
In principle.
Fig. 4 zeigt in Draufsicht und im Teilschnitt eine andere Ausführungsform des mit gekrümmten Flächen
versehenen Formkörpers.Fig. 4 shows a plan view and a partial section of another embodiment of the molded body provided with curved surfaces.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ausFig. 5 shows a perspective view of a
den Formkörpern gemäß Fig. 4 aufgebauten Windturbine
im Prinzip.the wind turbine constructed from the molded bodies as shown in Fig. 4
in principle.
Wie sich aus den Figuren der Zeichnung ergibt, besteht die Windturbine gemäß der Erfindung aus mehreren mit gekrümmten
Flächen versehenen Formkörpern als Flügelelemente, wie sie in den Figuren 1 bis 1c dargestellt sind.As can be seen from the figures of the drawing, the wind turbine according to the invention consists of several shaped bodies provided with curved surfaces as wing elements, as shown in Figures 1 to 1c.
Diese Formkörper können aus VoLlmateria L bestehen oder
auch aus zwei S-förmig gebogenen BandteiLen 1, 2 aus Kunststoff, die derart miteinander verbunden sind, daß
ein im mittleren Bereich freibleibender Raum 3 entsteht,
durch welchen die verhältnismäßig große Achse 4 geführt
werden kann. Die beiden Bandteile 1, 2 können in beliebiger Weise miteinander verbunden werden. Es ist auch
möglich, den Zwischenraum zwischen den Bandteilen mit Schaumstoff auszufüllen.These molded bodies can consist of solid material L or of two S-shaped plastic band parts 1, 2 that are connected to one another in such a way that a space 3 is left free in the middle area through which the relatively large axle 4 can be guided. The two band parts 1, 2 can be connected to one another in any way. It is also possible to fill the space between the band parts with foam.
Im Bereich der beiden äußeren Krümmungen weisen die Formkörper stufenartige Verbindungsflächen 5 auf, die
senkrecht zu den bandförmigen Teilen 1, 2 angeordnet sind und eine leichte Krümmung besitzen.In the area of the two outer curves, the molded bodies have step-like connecting surfaces 5, which are arranged perpendicular to the band-shaped parts 1, 2 and have a slight curvature.
Wie sich aus Fig. 1b ergibt, weisen die äußeren Kanten der Formkörper eine im :Winket_zur Achse 4 verlaufende
Krümmung auf.As can be seen from Fig. 1b, the outer edges of the molded bodies have a curvature running at an angle to axis 4.
Wie sich aus Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1c ergibt,
sind mehrere, in Fig. 1 dargestellte Flügelelemente auf der Achse 4 derart angeordnet, daß sie in Art einer Wendeltreppe
gegeneinander in einem Winkel von ca. 5 bis 30 , insbesondere 15 bis 25 , versetzt sind. Die äußer
ren Begrenzungskanten 7 weisen eine derartige Steigung und eine solche Krümmung auf, daß nach dem Zusammensetzen
sämtlicher Formkörper die äußeren Kanten 7 aller Flächenelemente auf je einer stetig im Raum verlaufenden,
gekrümmten Linie 8 bzw. 9 liegen. Der stetige Verlauf garantiert eine völlig glatte und bündige Gesamtkante,
so daß keine vorstehenden Teile, die sich aerodynamisch
nachteilig auswirken, vorhanden sind. Die Krümmungen der Linien 8, 9 verlaufen somit schraubenartig im Raum.As can be seen from Fig. 2 in conjunction with Fig. 1c, several wing elements shown in Fig. 1 are arranged on the axis 4 in such a way that they are offset from one another in the manner of a spiral staircase at an angle of approximately 5 to 30, in particular 15 to 25. The outer boundary edges 7 have such a slope and such a curvature that after all the molded bodies have been assembled, the outer edges 7 of all surface elements lie on a curved line 8 or 9 that runs continuously in space. The continuous course guarantees a completely smooth and flush overall edge, so that there are no protruding parts that have an aerodynamically detrimental effect. The curvatures of the lines 8, 9 thus run in space like a screw.
Wie sich aus Fig. 3 ergibt, sind auf die Flächen derAs can be seen from Fig. 3, the surfaces of the
Formkörper Photozellen 10 aufgebracht, die beispielsweise
in Vertiefungen 11 (Fig. 1) in den Flächen 1, 2 montiert oder eingeklebt werden können.Photocells 10 are applied to the molded body, which can be mounted or glued, for example, in recesses 11 (Fig. 1) in the surfaces 1, 2.
Die Windturbine gemäß der Erfindung kann über die Achse
4 beliebig und in bekannter Weise einen Generator oder mechanische Aggregate, wie Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren
od. dgl., antreiben.The wind turbine according to the invention can drive a generator or mechanical units, such as pumps, compressors, fans, or the like, via the axis
4 in any known manner.
Durch die Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist die Windturbine
den Vorteil auf, daß Wind- und Sonnenenergie miteinander
gekoppelt sind, wobei bei Windstille immer noch Sonnenenergie gewonnen werden kann und beispielsweise
auch nachts Windenergie erzeugt wird, so daß eine vielseitige Energiegewinnung mit der Windturbine gemäß der
Erfindung möglich ist. Eine derartige Wind-Sonnenenergie-Turbine
erreicht, auf das Jahr gesehen, eine gegebenenfalls wesentlich größere Leistung als eine andere Turbi
ne .The design according to Fig. 3 gives the wind turbine the advantage that wind and solar energy are coupled with one another, whereby solar energy can still be generated when there is no wind and, for example, wind energy is also generated at night, so that versatile energy generation is possible with the wind turbine according to the invention. Such a wind-solar energy turbine can achieve a significantly higher output over the course of a year than another turbine.
In den Figuren 4 und 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Turbine gemäß der Erfindung dargestellt. So sind
an den Treppenstufenflächen 5 der mit gekrümmten Flächen
versehenen Formkörper hohle, zusätzliche Leitprofile 12 vorgesehen,
die, wie sich aus Fig. 5 ergibt, einen zusammenhängenden Leitflügel oder ein zusammenhängendes Leitprofil
bilden, welches längs der Kanten 8, 9 der gesamten Windturbine
verläuft. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß der tote Winkel der einzelnen, mit gekrümmten Flächen versehenen
Formkörper wesentlich verkleinert ist und dadurch eine höhere
Drezhal entsteht bzw. eine größere Leistung erreicht wird,Figures 4 and 5 show a modified embodiment of the turbine according to the invention. Hollow, additional guide profiles 12 are provided on the step surfaces 5 of the shaped bodies provided with curved surfaces, which, as can be seen from Fig. 5, form a continuous guide vane or a continuous guide profile that runs along the edges 8, 9 of the entire wind turbine. This design has the advantage that the blind spot of the individual shaped bodies provided with curved surfaces is significantly reduced, thereby creating a higher speed or achieving greater performance.
Wie sich aus den Figuren 2 und 5 ferner ergibt, können auch an den Flächen des oder der gekrümmten, mit Flächen
versehenen Formkörper/s senkrecht zu den Formkörpern verlaufende Leitflächen 6 angeordnet sein.As can also be seen from Figures 2 and 5, guide surfaces 6 running perpendicular to the shaped bodies can also be arranged on the surfaces of the curved shaped body(s) provided with surfaces.
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LEPOIX, Louis L.LEPOIX, Louis L.
SCHUTZANSPRÜCHEPROTECTION CLAIMS
1. Windturbine, bestehend aus mehreren, auf einer drehbaren
Achse angeordneten, mit gekrümmten FLächen versehenen Formkörpern zur Übertragung der Energie der
bewegten Luft auf die genannte Achse, dadurch gekennzeichnet, daß die mit gekrümmten
Flächen versehenen Formkörper im Querschnitt etwa S-förmig ausgebildet sind und einen verstärkten
MitteLbereich zur Durchführung der Achse (4) aufweisen,
wobei die Formkörper in Art einer Wendeltreppe versetzt auf der genannten Achse (4) angeordnet sind,
wobei die Verbindung in jeder Stufe eine senkrecht zu den Formkörperelementen verlaufende Stufenfläche (5)
bi Idet.1. Wind turbine, consisting of several shaped bodies arranged on a rotatable axis and provided with curved surfaces for transferring the energy of the moving air to said axis, characterized in that the shaped bodies provided with curved surfaces are approximately S-shaped in cross section and have a reinforced central region for the passage of the axis (4), the shaped bodies being arranged offset on said axis (4) in the manner of a spiral staircase, the connection in each step forming a step surface (5) running perpendicular to the shaped body elements.
2. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Formkörperelemente aus S-förmig gebildeten Bandteilen (1, 2) oder
aus Vollmaterial bestimmter Breite bestehen und
aus Metall, Holz oder Kunststoff hergestellt sind.2. Wind turbine according to claim 1, characterized in that
the shaped body elements consist of S-shaped band parts (1, 2) or
of solid material of a certain width and
are made of metal, wood or plastic.
3. Windturbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper-3. Wind turbine according to claim 1 or 2, characterized in that the molded body
elemente in einem Winkel, von etwa 5 bis 30°, insbesondere
15 bis 25 , gegeneinander versetzt nach Art einer Wendeltreppe auf der Achse (4) angeordnet sind.elements are arranged at an angle of approximately 5 to 30°, in particular
15 to 25, offset from one another in the manner of a spiral staircase on the axis (4).
4. Windturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an
den Flächen des oder der gekrümmten, mit Flächen versenen Formkörper/s senkrecht zu den Formkörpern verlaufende
Leitflächen (6) angeordnet sind.4. Wind turbine according to one of claims 1 to 3, characterized in that guide surfaces (6) running perpendicular to the shaped bodies are arranged on the surfaces of the curved shaped body(s) provided with surfaces.
5. Windturbine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die äußeren Seitenkanten der Formkörperelemente
in einem solchen Winkel schräg und gekrümmt zur Längsachse verlaufen, daß nach der vorgesehenen
Aneinanderreihung der Formkörperelemente die äußeren
Seitenkanten (7) auf je einer stetig im Raum verlaufenden, gekrümmten Linie (8, 9) liegen.5. Wind turbine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the outer side edges of the shaped body elements
run obliquely and curved to the longitudinal axis at such an angle that after the intended
arrangement of the shaped body elements, the outer
side edges (7) each lie on a curved line (8, 9) running continuously in space.
6. Windturbine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Formkörperelemente aus zwei S- und
bandförmigen Kunst stoffteilen derart zusammengesetzt
sind, daß in der Mitte ein Raum (3) zur Durchführung der Achse (4) entsteht, wobei der Innenraum mit Kunststoffschaum
ausgeschäumt sein kann.6. Wind turbine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the molded body elements are composed of two S-shaped and band-shaped plastic parts in such a way that a space (3) is created in the middle for the passage of the axle (4), whereby the interior can be filled with plastic foam.
7. Windturbine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß auf den Flächen der Formkörpeielemente
Solarzellen (10) angeordnet sind.7. Wind turbine according to one or more of the preceding claims, characterized in that solar cells (10) are arranged on the surfaces of the molded body elements.
8. Windturbine nach Anspruch 7, dadurch g e kennzei chnet, daß die Solarzellen (10)
in Vertiefungen (11) in den S-förmig gekrümmten, band-8. Wind turbine according to claim 7, characterized in that the solar cells (10)
in recesses (11) in the S-shaped curved, band-
-z--z-
förmigen Formkörperelementen (1, 2) beispielsweise
durch Kleben oder Montieren,angeordnet sind.shaped molded body elements (1, 2) are arranged, for example,
by gluing or assembling.
9. Windturbine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß vor den konkaven Flächen der S-förmigen Formkörperlemente konkave, zusätzliche Leitprofile zur
Bildung eines durchgehenden, an den äußeren Kanten (8,
9) gebildeten Leitflügels oder Leitprofiles vorgesehen
sind.9. Wind turbine according to one or more of the preceding claims, characterized in that concave, additional guide profiles are provided in front of the concave surfaces of the S-shaped molded body elements to form a continuous guide vane or guide profile formed on the outer edges (8, 9).