WO1987005079A1 - Energy conversion device - Google Patents

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    • F03D5/02—Other wind motors the wind-engaging parts being attached to endless chains or the like
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    • 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

Definitions

  • the invention is therefore based on the object of designing a device for energy conversion in such a way that a high degree of efficiency can be achieved with a simple structure of the device.
  • the device according to the invention is characterized by a very simple construction and is nevertheless capable of converting most of the energy of the impinging fluid into another form of energy, for example electricity, on account of the total surface area of the guide surfaces, or it can be electrical Energy or even through one
  • Spare sheet Hydraulic drive generated energy can be converted into flow energy.
  • the invention will be explained below with reference to an example shown in the drawing, the figure showing the device in front view on the one hand and in a section on the other hand.
  • the device consists essentially of a frame 11 which is arranged rotatably about an axis. The entire device can thus be aligned with respect to the wind direction, for example.
  • deflection points for example deflection rollers or corresponding sheet guides, are provided at a distance from one another, the axes 6 being indicated in the drawing only for the sake of simplicity.
  • a plurality of baffles 1 is arranged on an endless support 4, and z ar such that these baffles are movable together, i.e. under the influence of the flowing medium, for example the wind, are put into a circulation, so that in this way a leading and parallel a trailing run are formed.
  • the direction of movement is indicated in the figure by the arrows 5.
  • the guide surfaces are expediently changeable in terms of their angle of attack, in order to ensure maximum energy utilization and, moreover, they have profilings which likewise serve for the maximum utilization of the flow energy.
  • the materials that can be used for this facility should at best be characterized by a low weight for the guide surfaces.
  • these guide surfaces are made of elastic material or a material which is inherently resistant to bending, and what material, be it plastic or metal, they are formed from.
  • This system which, as the drawing shows, is very simple to set up and yet ensures high efficiency, can also be used particularly expediently in developing countries because the materials available there can be used for the set-up.
  • the orbital movement which is generated by the wind hitting the device is converted into electrical energy via a generator 7.
  • this device for non-stationary energy generation, for example on ships, or for generating flow energy for propulsion and buoyancy.
  • further devices of this type can also be connected or arranged in series or in parallel.

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Abstract

The device comprises a plurality of conducting surfaces arranged on endless supports guided by means of return pulleys. Fixed conducting surfaces are arranged either in front or behind or between the forward moving conducting surfaces and the backward moving conducting surfaces.

Description

_ 1 - _ 1 -
Einrichtung zur Umwandlung von EnergieEnergy conversion facility
Einrichtungen zur Energieumwandlung bspw. zur Umwandlung von Windenergie in eine Rotationsenergie sind in vielen Ausführungen bekannt. So werden bspw. im großen Umfang Drehflügelanlagen eingesetzt, deren Propeller durch die Windkraft in Umlauf versetzt werden und auf diese Weise die Windenergie in bspw. elektrische Energie umwandeln. Die für die Windeinwirkung zur Verfügung stehenden Propellerflächen sind vergleichsweise relativ klein, so daß die Energie des strömenden Mediums, bspw. des Windes, nur zu einem Teil ausnutzbar ist.Many versions of devices for converting energy, for example for converting wind energy into rotational energy, are known. For example, rotary vane systems are used on a large scale, the propellers of which are put into circulation by the wind power and in this way convert the wind energy into electrical energy, for example. The propeller surfaces available for the action of wind are comparatively small, so that only part of the energy of the flowing medium, for example the wind, can be used.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Energieumwandlung derart auszugestalten, daß bei einfachem Aufbau der Einrichtung ein hoher Wirkungsgrad erreichbar ist.The invention is therefore based on the object of designing a device for energy conversion in such a way that a high degree of efficiency can be achieved with a simple structure of the device.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved with the features specified in claim 1.
Weitere vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further preferred configurations result from the subclaims.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich durch einen sehr einfachen Aufbau aus und ist dennoch in der Lage, aufgrund der insgesamt zur Verfügung stehenden Fläche der Leitflächen den größten Teil der Energie des auftreffenden Strömungsmittels in eine andere Energieform, bspw. Elektrizität, umzuwandeln bzw. es kann elektrische Energie oder auch durch einenThe device according to the invention is characterized by a very simple construction and is nevertheless capable of converting most of the energy of the impinging fluid into another form of energy, for example electricity, on account of the total surface area of the guide surfaces, or it can be electrical Energy or even through one
Ersatzblatt Hydraulikantrieb erzeugte Energie in Strömungsenergie umgewandelt werden. Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels erläutert werden, wobei die Figur einerseits die Einrichtung in Vorderansicht und andererseits in einem Schnitt zeigt.Spare sheet Hydraulic drive generated energy can be converted into flow energy. The invention will be explained below with reference to an example shown in the drawing, the figure showing the device in front view on the one hand and in a section on the other hand.
Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Gestell 11, das um eine Achse drehbar angeordnet ist. Damit kann die gesamte Einrichtung in bezug auf die bspw. Windrichtung ausgerichtet werden. In diesem Gestell 11 sind im Abstand voneinander Umlenkpunkte, bspw. Umlenkrollen oder entsprechende Bogenführungen, vorgesehen, wobei in der Zeichnung lediglich zur Vereinfachung die Achsen 6 angedeutet sind. Eine Vielzahl von Leitflächen 1 ist auf einem endlosen Träger 4 angeordnet, und z ar derart, daß diese Leitflächen gemeinsam bewegbar sind, d.h. unter der Einwirkung des strömenden Mediums, bspw. des Windes, in einen Be egungsumlauf versetzt werden, so daß auf diese Weise ein vorlaufender und parallel dazu ein rücklaufender Trum gebildet werden. Die Bewegungsrichtung ist in der Figur mit den Pfeilen 5 angedeutet.The device consists essentially of a frame 11 which is arranged rotatably about an axis. The entire device can thus be aligned with respect to the wind direction, for example. In this frame 11 deflection points, for example deflection rollers or corresponding sheet guides, are provided at a distance from one another, the axes 6 being indicated in the drawing only for the sake of simplicity. A plurality of baffles 1 is arranged on an endless support 4, and z ar such that these baffles are movable together, i.e. under the influence of the flowing medium, for example the wind, are put into a circulation, so that in this way a leading and parallel a trailing run are formed. The direction of movement is indicated in the figure by the arrows 5.
Zweckmäßig sind die Leitflächen einerseits hinsichtlich ihres Anstellwinkels veränderbar, um so eine maximale Energieausnutzung zu gewährleisten und darüber hinaus weisen sie Profilierungen auf, die ebenfalls der maximalen Ausnutzung der Strömungsenergie dienen.On the one hand, the guide surfaces are expediently changeable in terms of their angle of attack, in order to ensure maximum energy utilization and, moreover, they have profilings which likewise serve for the maximum utilization of the flow energy.
Bei dem gezeigten Beispiel befindet sich zwischen dem vorlaufenden und dem rücklaufenden Trum eine Reihe von ortsfest angeordneten Leitflächen 8, die das strömende Medium, das durch die Leitflächen auf dem vorlaufenden Trum umgelenkt worden ist, auf die entsprechenden Leitflächen des rücklaufenden Trums führt. Hierdurch wird erreicht, daß die Energie des strömenden Mediums sowohl im vorlaufenden wie auch im rücklaufenden Trum mit höherem Wirkungsgrad ausgenutzt werden kann.In the example shown, between the leading and the returning run there is a series of fixedly arranged guide surfaces 8 which hold the flowing medium through the guide surfaces on the leading Run has been deflected, leads to the corresponding guide surfaces of the returning run. This ensures that the energy of the flowing medium can be used with higher efficiency both in the leading and in the returning run.
Die Materialien, die für diese Einrichtung verwendbar sind, sollten sich allenfalls durch ein geringes Gewicht für die Leitflächen auszeichnen. Im übrigen ist es aber nicht wesentlich, ob diese Leitflächen aus elastischem Material oder in sich biegefestem Material bestehen und aus welchem Material, sei es Kunststoff oder Metall, sie gebildet sind. Damit kann diese Anlage, die, wie die Zeichnung zeigt, in ihrem Aufbau sehr einfach ist und dabei aber einen hohen Wirkungsgrad gewährleistet, auch besonders zweckmäßig in Entwicklungsländern eingesetzt werden, weil die dort vorhandenen Materialien für den Aufbau ausgenutzt werden können.The materials that can be used for this facility should at best be characterized by a low weight for the guide surfaces. For the rest, however, it is not essential whether these guide surfaces are made of elastic material or a material which is inherently resistant to bending, and what material, be it plastic or metal, they are formed from. This system, which, as the drawing shows, is very simple to set up and yet ensures high efficiency, can also be used particularly expediently in developing countries because the materials available there can be used for the set-up.
Bei dem gezeigten Beispiel wird die Umlaufbewegung, die durch den auf die Einrichtung treffenden Wind erzeugt wird, über einen Generator 7 in elektrische Energie umgewandelt .In the example shown, the orbital movement which is generated by the wind hitting the device is converted into electrical energy via a generator 7.
Im Umkehrung dieses Gedankens kann anstelle eines Generators z.B. ein E-Motor angeschlossen sein, mit dessen Hilfe dann durch die Leitflächen 2 (und 8) eine Strömungsenergie erzeugt ird.In reverse of this idea, instead of a generator e.g. an electric motor can be connected, with the help of which flow energy is then generated through the guide surfaces 2 (and 8).
Grundsätzlich ist es auch denkbar, diese Einrichtung zur nichtstationären Energieerzeugung z.B. auf Schiffen oder zur Erzeugung einer Strömungsenergie für den Vortrieb und Auftrieb zu verwenden. Zur Erhöhung der Anlagenleistung können auch weitere derartige Einrichtung hintereinander oder parallel geschaltet bzw. angeordnet sein. In principle, it is also conceivable to use this device for non-stationary energy generation, for example on ships, or for generating flow energy for propulsion and buoyancy. To increase the system output, further devices of this type can also be connected or arranged in series or in parallel.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Einrichtung zur Umwandlung der Energie eines strömenden Mediums in eine andere Energieform g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Vielzahl auf einem Träger (4) angeordneten Leitflächen (2), die zur gemeinsamen; aus der auf sie einwirkenden Strömung resultierenden Be egung zwischen mindestens zwei im Abstand voneinander angeordneten Umlenkpunkten (6) geführt sind und durch mindestens ein an den Träger angeschlossenes - die andere Energieform erzeugendes - Aggregat (7).1. A device for converting the energy of a flowing medium into another form of energy, a plurality of guide surfaces (2) arranged on a carrier (4), which are used for common; resulting from the flow acting on them, movement between at least two spaced deflection points (6) and through at least one connected to the carrier - generating the other form of energy - aggregate (7).
2. Einrichtung zur Umwandlung einer Energieform in eine Strömungsenergie g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Vielzahl auf einem Träger (4) angeordneten Leitflächen (2), die zur gemeinsamen Be egung zwischen mindestens zwei im Abstand voneinander angeordneten Umlenkpunkten (6) geführt sind und durch ein mindestens an den Träger angeschlossenes, diesen in Be egung versetzendes Antriebsaggregat (7).2. Device for converting an energy form into a flow energy characterized by a plurality of guide surfaces (2) arranged on a carrier (4), which are guided for joint use between at least two deflection points (6) arranged at a distance from one another and by at least one on the carrier connected drive unit (7).
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Leitflächen (2) auf endlosen Trägern (4) angeordnet sind, die an den Umlenkpunkten (6) über3. Device according to claim 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the guide surfaces (2) are arranged on endless supports (4) which at the deflection points (6)
Umlenkrollen geführt sind. Deflection rollers are guided.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Leitflächen (2) auf endlosen Trägern (4) angeordnet sind, die an den Umlenkpunkten in Führungsbogen gleiten.4. Device according to claim 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the guide surfaces (2) are arranged on endless supports (4) which slide in guide bends at the deflection points.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der vorlaufende und der rücklaufende Trum der Träger parallel zueinander gefünrt sind.5. Device according to claims 1 to 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the leading and the returning run of the carrier are parallel to each other.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den Trums feststehende Leitflächen (8) angeordnet sind, die das strömende Medium von den Leitflächen des vorlaufenden Trums auf die Leitflächen des rücklaufenden Trums leiten.6. Device according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that between the run fixed guide surfaces (8) are arranged, which guide the flowing medium from the guide surfaces of the leading run to the guide surfaces of the returning run.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in Strömungsrichtung vor und ggf. auch hinter den Trums weitere feststehende Leitflächen angeordnet sind.7. Device according to claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that further fixed baffles are arranged in the flow direction before and possibly also behind the run.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die umlaufenden Leitflächen in einem in bezug auf die Richtung des strömenden Mediums einstellbaren Gehäuse (11) angeordnet sind.8. Device according to claims 1 to 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the circumferential guide surfaces are arranged in a housing (11) adjustable in relation to the direction of the flowing medium.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , daß die Anstellwinkel der Leitflächen veränderbar sind. 9. Device according to claims 1 to 8, characterized in that the angle of attack of the guide surfaces can be changed.
10. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Leitflächen (2) auf einzelnen Trägern (4) angeordnet sind, die in Führungen z.B. gleitend oder rollend - ggf. miteinander verbunden - geführt sind.10. Device according to claims 1 to 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the guide surfaces (2) are arranged on individual carriers (4) which are guided in guides e.g. sliding or rolling - if necessary connected - with each other.
11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Aggregat (7) ein Generator ist.11. Device according to claims 1 and 3 to 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the unit (7) is a generator.
12. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Aggregat (7) ein E-Motor ist.12. Device according to claims 2 to 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the unit (7) is an electric motor.
13. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12 g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Kombination: a) eine Vielzahl auf einem Träger (4) angeordneter Leitflächeπ (2), die zur gemeinsamen Bewegung zwischen mindestens zwei im Abstand voneinander angeordneten Umlenkpunkten (6) geführt sind und durch mindestens ein an den Träger angeschlossenes, von diesem bewegtes, die andere Energieform erzeugendes - bzw. diesen in Bewegung versetzendes Aggregat (7),13. Device according to claims 1 to 12, characterized by the following combination: a) a plurality on a carrier (4) arranged Leitflächeπ (2) which are guided for common movement between at least two spaced deflection points (6) and by at least one unit (7) connected to the carrier, moved by it, generating the other form of energy - or setting it in motion,
b) der vorlaufende und der rücklaufende Trum der Träger sind im wesentlichen parallel zueinander geführt,b) the leading and the returning run of the beams are essentially parallel to each other,
c) zwischen den Trums sind feststehende Leitflächen (8) angeordnet, die das strömende edium von den Leitflächen des vorlaufenden Trums auf die Leitflächen des rücklaufenden Trums leiten undc) between the runs fixed guide surfaces (8) are arranged which guide the flowing medium from the guide surfaces of the leading run onto the guide surfaces of the returning run and
Ersatzblatt d) in Strömungsrichtung vor und ggf. auch hinter den Trums sind weitere feststehende Leitflächen angeordnet. Spare sheet d) in the direction of flow in front of and possibly also behind the runs further fixed guide surfaces are arranged.
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