DE102009009037B4

DE102009009037B4 - Wind turbine

Info

Publication number: DE102009009037B4
Application number: DE102009009037A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Althoff Klaus-Juergen De
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2012-10-11
Anticipated expiration: 2029-02-17
Also published as: DE102009009037A1; DE202008002262U1

Abstract

Windkraftanlage mit einem Rotor, mit einer horizontalen zentralen Rotorachse, an dem mindestens drei Rotorblätter symmetrisch angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorblatt als windaufnehmender Hohlkörper (1) in Form eines muschelförmigen Trichters, dessen Längsausdehnung größer ist als die Breite, ausgebildet ist mit der Maßgabe, dass an der tiefsten Stelle im Inneren des Hohlkörpers, im Bereich der horizontalen Drehachse, mindestens eine Öffnung (3) angeordnet ist.Wind power plant with a rotor, with a horizontal central rotor axis, on which at least three rotor blades are symmetrically arranged, characterized in that the rotor blade is designed as a wind-absorbing hollow body (1) in the form of a shell-shaped funnel, the length of which is greater than the width, with the Provided that at the lowest point in the interior of the hollow body, in the area of the horizontal axis of rotation, at least one opening (3) is arranged.

Description

Konventionelle Windkraftanlagen zur Gewinnung von elektrischer Energie beruhen auf rein technisch aufeinander aufbauenden, sich gegenseitig bedingenden und sich gegenseitigen unterstützenden Konstruktionen in entsprechender Mathematik. Die naturgegebenen Formen, also die, die mit der Natur verbundenen eigenen Mathematik und logarithmischen Häufigkeitsverteilungen und/oder auch der bekannten universellen mathematischen Naturformel des „Goldenen Schnittes” in Verbindung stehen, werden nicht oder nur sehr wenig angewandt. Schon vielfach wurde aber festgestellt, und das nicht nur bei rein technischen Fragen, dass die Nutzung der natürlichen d. h. der organischen Formen und Prinzipien hoch effizient und durch die Jahrtausende organisch entwickelt – quasi langzeiterprobt und getestet – ist und dadurch ökologische als auch ökonomische Vorteile in deren Wirksamkeit während der Verwendung bieten (Ökologie ist Ökonomie). Die Naturformeln (z. B. das Fließen von Flüssigkeiten, die Bewegungen des Windes und des Schalls) sind in der luftigen Natur wie auch in der wässrigen Umgebung hoch ähnlich bzw. gewissermaßen gleich und unterliegen den gleichen natürlichen Gesetzen. D. h. dass die Strömungseigenschaften der Luft, also für die Bereiche der Winde, und die des Wassers nach den gleichen Prinzipien ablaufen. Lediglich die Geschwindigkeiten, mit der diese Medien strömen, sind unterschiedlich.Conventional wind turbines for the production of electrical energy are based on purely technically based on each other, mutually conditional and mutually supportive constructions in appropriate mathematics. The natural forms, that is, those associated with nature's own mathematics and logarithmic frequency distributions and / or the well-known universal mathematical natural formula of the "golden ratio" are not or only very little applied. It has been stated many times, and not only for purely technical questions, that the use of natural d. H. The organic forms and principles of highly efficient and organically developed through the millennia - quasi long-term proven and tested - and thereby provide ecological and economic benefits in their effectiveness during use (ecology is economy). The natural formulas (eg the flow of liquids, the movements of the wind and the sound) are in the airy nature as well as in the aqueous environment highly similar or to a certain extent the same and subject to the same natural laws. Ie. that the flow properties of the air, ie for the areas of the winds, and those of the water proceed according to the same principles. Only the speeds at which these media flow are different.

Speziell kann man auch innerhalb der belebten Natur wie z. B. bei der Fortbewegung der Wale, der Delphine und der Haie eine hocheffiziente Formgebung feststellen, die ganz spezifische Eigenschaften ermöglichen. Auch bei den Forellen und Lachsen hat man anhand der Schuppenform i. V. mit der körperlichen Formgebung feststellen können, dass sich die Tiere mit allerfeinsten und körperlich geringen Bewegungen pfeilschnell nach vorne bewegen und dabei bedeutende Geschwindigkeiten entwickeln können – nach dem scheinbar paradoxen in der BWL bekannten MiniMax – Modell, welches mit einem minimalen Aufwand einen maximalen Ertrag ermöglicht. In diesem Zusammenhang war und ist die Natur immer schon ökonomisches Vorbild.Especially you can also within the living nature such. As in the locomotion of whales, dolphins and sharks find a highly efficient shape that allow very specific properties. Also with the trout and salmon one has on the basis of the scale form i. V. can determine with the physical shape that the animals with very fine and physically small movements can move forward in an arrow and at the same time develop significant speeds - after the seemingly paradoxical in the BWL known MiniMax model, which with a minimum effort a maximum yield allows. In this context, nature has always been and still is an economic model.

Bis in die 90iger Jahre wurde dieser ,Naturphänomenologie', den dazugehörigen evolutionären Entwicklungen sowie Fragen nach natürlichen mathematischen Gesetzen und Methoden in der Natur, innerhalb unserer Technisierung nur gelegentlich bzw. spärlich nachgegangen. Pioniere wurden und werden bekanntlich belächelt, bekämpft und sogar massiv sabotiert. Seit Mitte/Ende der 90iger Jahre hat hier jedoch ein Wandlung eingesetzt, um, durch tiefgreifende und grundsätzlichere Untersuchungen, der Natur Wirkprinzipien abzuschauen um die konventionelle Technik zu innovieren und wirksamere Produkte zu erzeugen (z. B. der Lotuseffekt für Oberflächen).Until the 90s, this 'natural phenomenology', the related evolutionary developments as well as questions about natural mathematical laws and methods in nature, were investigated only occasionally or sparingly within our mechanization. Pioneers were and are ridiculed, fought and even massively sabotaged. However, since the middle / late 1990s, a change has been made here, in which, through far-reaching and more fundamental investigations, nature can be used to innovate principles of action to innovate conventional technology and produce more effective products (eg the lotus effect for surfaces).

Windkraftanlagen und spezielle Ausbildungen von Rotorblättern sind auch aus verschiedenen Patentdokumenten bekannt. So beschreibt die DE 198 56 500 B4 einen Schwingungstilger und die DE 10 2005 022 861 A1 eine spezifische Ausbildung eines Rotorblattes. Die DE 101 26 814 A1 betrifft einen Windradrotor und die EP 1 635 056 A1 ein besonders ausgestaltetes Rotorblatt. Weitere Rotorblätter sind in DE 30 47 501 A1 , US 6 247 897 B1 und der US 4 368 007 A beschrieben.Wind turbines and special designs of rotor blades are also known from various patent documents. That's how it describes DE 198 56 500 B4 a vibration absorber and the DE 10 2005 022 861 A1 a specific design of a rotor blade. The DE 101 26 814 A1 relates to a wind turbine rotor and the EP 1 635 056 A1 a specially designed rotor blade. Other rotor blades are in DE 30 47 501 A1 . US Pat. No. 6,247,897 B1 and the US 4,368,007 A described.

Ausgehend hiervon ist es deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Windkraftanlage, die möglichst in Anlehnung an die Natur ausgebildet ist und die insbesondere gegenüber dem Stand der Technik einen verbesserten Wirkungsgrad (Erntegrad) aufweist. Weiterhin sollen die Investitionskosten einer derartigen Windkraftanlage niedrig sein.Proceeding from this, it is therefore the object of the present invention, a novel wind turbine, which is formed as possible in accordance with the nature and in particular over the prior art has improved efficiency (harvesting). Furthermore, the investment costs of such a wind turbine should be low.

Die Aufgabe wird durch eine Windkraftanlage, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist, gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.The object is achieved by a wind turbine as defined in claim 1. The dependent claims show advantageous developments.

Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, die Rotorblätter einer Windkraftanlage als windaufnehmende Hohlkörper auszubilden, wobei die Form eines muschelförmigen Trichters wesentlich ist. Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der vorliegenden Erfindung ist, dass an der tiefsten Stelle im Inneren des Hohlkörpers der Muschel mindestens eine Öffnung angeordnet ist. Der muschelförmige Hohlkörper ist dadurch definiert, dass seine Längsausdehnung größer ist als die Breite.According to the invention it is thus proposed to form the rotor blades of a wind turbine as a wind-receiving hollow body, wherein the shape of a shell-shaped funnel is essential. Another important aspect in the present invention is that at least one opening is arranged at the lowest point in the interior of the hollow body of the shell. The shell-shaped hollow body is defined by the fact that its longitudinal extent is greater than the width.

Durch die Ausbildung des Rotorblatts in Form eines muschelförmigen Trichters wird erreicht, dass die auf die offene Seite des muschelförmigen Trichters auftreffende Luft in Form einer Helix verwirbelt und nach unten konzentrierend durch die Öffnung geführt wird. Durch die im Inneren des Hohlkörpers angeordnete Öffnung, die von der einströmenden Luft, die wie vorstehend beschrieben in Form einer Helix durch das Loch geführt wird, entsteht zusätzlich ein Turbodüse.The formation of the rotor blade in the form of a shell-shaped funnel ensures that the air impinging on the open side of the shell-shaped funnel is swirled in the form of a helix and guided concentrically down through the opening. By arranged in the interior of the hollow body opening, which is guided by the incoming air, as described above in the form of a helix through the hole, in addition, a turbo nozzle.

Bei der Erfindung ist es dabei bevorzugt, wenn drei derartige, wie vorstehend beschriebene Rotorblätter symmetrisch um eine horizontale zentrale Rotorachse angeordnet sind. Die Rotorblätter sind dabei mit einer entsprechenden Vorrichtung bevorzugt mit einem Rohrgestell an der zentralen Achse befestigt.In the case of the invention, it is preferred if three such rotor blades as described above are arranged symmetrically about a horizontal central rotor axis. The rotor blades are attached with a corresponding device preferably with a tubular frame on the central axis.

Bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage ist es weiterhin bevorzugt, wenn die Rotorblätter im Bereich der äußeren Umfangskante noch zusätzliche Öffnungen aufweisen. Diese Öffnungen können gleich beabstandet über die gesamte Umfangskante angeordnet sein oder aber auch in nicht gleichmäßiger Form.In the wind power plant according to the invention, it is further preferred if the rotor blades have additional openings in the region of the outer peripheral edge. These openings can be equally spaced over the entire peripheral edge be arranged or in non-uniform form.

Bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage kann weiterhin vorgesehen sein, dass jeweils drei Rotorblätter in bis zu drei Ebenen hintereinander angeordnet sind.In the case of the wind power plant according to the invention, it can furthermore be provided that in each case three rotor blades are arranged in up to three planes one behind the other.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform schlägt vor, dass auf der windabgewandten Seite der Rotorblätter ein fliehkraftgesteuerter Trägheitsdämpfer angeordnet ist. Die Windkraftanlage ist hierzu bevorzugt in Form eines Pendels, das z. B. dreibeinig am Boden verankert ist, ausgebildet.A further preferred embodiment proposes that a centrifugally controlled inertia damper is arranged on the side of the rotor blades facing away from the wind. The wind turbine is this preferably in the form of a pendulum, the z. B. is three-legged anchored to the ground formed.

Auch besteht die Möglichkeit, dass auf der windabgewandten Seite der Rotorblätter ebenfalls an der horizontalen Rotorachse nach außen offene, gewölbte Halbschalen als Schutzmechanismus hinter den Rotorblättern angeordnet sind.It is also possible that on the leeward side of the rotor blades also on the horizontal rotor axis outwardly open, curved half-shells are arranged as a protective mechanism behind the rotor blades.

Bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage mit den Rotorblättern wird somit eine naturoptimierte Formenqualität erreicht. Erfindungsgemäß ist somit ein neuer Windkraftanlagentyp realisiert worden.In the wind turbine according to the invention with the rotor blades thus a nature-optimized mold quality is achieved. Thus, according to the invention, a new type of wind turbine has been realized.

Der sogenannte „Erntegrad” liegt bei der hier vorliegenden Erfindung höher als bei den konventionellen Windkrafträdern. Auch ist es ein Ziel die Windradgröße sehr stark zu reduzieren und die Investitionskosten in Relation zur Ausbringungsmenge also: Monetäres Investment in Relation zur Leistung in KW, weit unter die Grenze von 800 €/KW zu bringen, um auch Kleininvestoren, Gemeinschaften und einzelnen Haushalten ein eigenes kostengünstiges Windkraftrad zur Deckung des lokalen Bedarfs zu ermöglichen.The so-called "degree of harvesting" is higher in the present invention than in the conventional wind turbines. It is also a goal to reduce the size of the windmill very much and to reduce the investment costs in relation to the output quantity: Monetary investment in relation to the power in KW, well below the limit of 800 € / KW, also to small investors, communities and individual households own cost-effective wind turbine to meet local needs.

Die beschriebene Konstruktion und die daraus abgeleiteten Varianten dieser Konstruktion eines neuen naturphänomenalen Windkrafttyps beinhalten verschiedene aber sehr einfach zu verstehende und zusammenwirkende Grundprinzipien. In diesem Zusammenhang sei zu erwähnen, dass die Natur zumeist sehr einfache Lösungen zu bestimmten Fragen hervorgebracht hat, die wir grundsätzlich suchen und verstehen lernen müssen. Auch und gerade deswegen wurde darauf geachtet, dass das Windkraftrad möglichst einfach gebaut ist, um ein robustes langlebiges Gerät zu sein.The described construction and the variants derived therefrom of this construction of a new natural-phenomenal wind power type contain different but very simple to understand and cooperate basic principles. In this context, it should be noted that nature has usually produced very simple solutions to certain questions that we must fundamentally seek and understand. This is one of the reasons why the wind turbine has been built as simply as possible in order to be a durable, durable device.

Entgegen des bisherigen ,Stand der Technik' findet sich beim Gegenstand der Erfindung keine Repeller-, Impeller- oder Propellertechnik, sondern ein ,Windcatcher', also eine ,Windfängertechnik'. Es wird also keine Rotorfläche durch Strömungseinfluss des Windes (wie beim Repeller) weggedrückt, weggeschoben bzw. in Bewegung gebracht oder, durch Einsatz eines Motors selber zum ,Wegschieber' von Wind konstruiert (Propeller), sondern, entgegengesetzt der bisherig dominanten Gedanken- und Handlungsansätzen der Windkraftradstechnik, eine den Wind einfangende Methode angewandt, die als „Windcatcher” oder „Windfänger” bezeichnet wird. Das bereits mit dem Begriff „Windcatcher” und „Windfängertechnik” beschriebene und erfindungsmäßige Konstruktionsprinzip bewirkt unmittelbar eine andere Abnahme und Wirkungsweise der Windkraft, da es den Wind im Sinne des Wortes konfrontiert bzw. zur Abgabe von Kraft zwingt und die direkte Abnahmefläche sich auf einen verhältnismäßig sehr kleinen Kreisbereich konzentriert. Es gibt auch grundsätzlich keine oder im Vergleich nur sehr geringe Anlaufverluste bzw. Anlaufverzögerung (mtr./s). Auch hat dieser Rotor, der aus der vorstehend beschriebenen Muschel gebildet ist, durch seine natürliche Formgebung, eine natürliche Ab- bzw. Wegleitung des einströmenden Windes in sich veranlagt. Nicht nur die Krümmungsöffnungen, also die Krümmungen die sich natürlich auf einer ebenen Untergrundfläche ergeben, bilden den Bereich zur Ableitung der Windkraft, sondern auch die angelegten Öffnungen bzw. Löcher innerhalb der Muschel. Diese können in der natürlich vorhandenen Anzahl bleiben oder, da sie zum Zentrum hin i. d. R. verschlossen sind, vorzugsweise wieder geöffnet und/oder zunehmend nach oben geschlossen werden um im Bedarfsfall vermehrt oder weniger Wind abzuleiten. Auch kann vorzugsweise jedes dieser Löcher oder nur ganz bestimmte Löcher durch flexibel nachrüstbare und je nach Bedarf unterschiedlich schwere An- bzw. Einlagerung von Fliehkraftgewichten (z. B. Hartgummi) in seiner Laufleistung und Laufruhe dahingehend optimiert werden, dass es so den ortsüblichen Windverhältnissen angepasst wird (offene Löcher oben, verschlossene Löcher unten). Zu dieser sehr einfachen Variante der Anbringung von Fliehkraftgewichten sind zusätzlich alternativ Fliehkraftgewichte bevorzugt, welche sich bei Windstille in die Ausgangsposition zurückziehen um einen problemlosen bzw. neutralisierten Start so wieder zu ermöglichen. Diese Variante dient in besonders windreicheren Regionen und ist vorzugsweise bei einer 3, 6 und/oder 9er Kombination von Rotorblättern verwendbar.Contrary to the previous, prior art 'can be found in the subject matter of the invention, no repeller, impeller or propeller technology, but a' Windcatcher ', so a' wind catcher technique '. Thus, no rotor surface is pushed away, pushed away or brought into motion by flow influence of the wind (propeller), by using an engine itself to the 'Wegschieber' of wind (propeller), but, contrary to the previously dominant thought and action approaches wind turbine technology, a wind catching method called "wind catcher" or "wind catcher". The already described with the term "Windcatcher" and "Wind catcher technology" and erfindungsmäßige construction principle directly causes a different decrease and effect of wind power, since it confronts the wind in the sense of the word or forces to deliver power and the direct acceptance surface to a relatively concentrated very small circle area. There are also basically no or compared only very small start-up losses or startup delay (mtr./s). Also, this rotor, which is formed from the shell described above, by its natural shape, a natural discharge or disposal of the incoming wind inherent in itself. Not only the curvature openings, that is, the curvatures that naturally arise on a flat surface, form the area for dissipating the wind power, but also the applied openings or holes within the shell. These may remain in the naturally existing number or, as they are towards the center i. d. R. are closed, preferably reopened and / or increasingly closed up to derive more or less wind in case of need. Also, preferably, each of these holes or only specific holes can be optimized in terms of mileage and smoothness by flexibly retrofittable and depending on the need different levels of arrival or storage of centrifugal weights (eg hard rubber) to the effect that it adapted to the local wind conditions will (open holes above, closed holes below). In addition to this very simple variant of the attachment of centrifugal weights centrifugal weights are additionally preferred, which retreat in calm to the starting position to allow a smooth or neutralized start so again. This variant is used in particularly wind-rich regions and is preferably used in a 3, 6 and / or 9 combination of rotor blades.

Das erfinderische Muschel-Rotorblatt ist eine beliebige Muschel und so verwendbar wie es ist. Vorzugsweise ist es aber durch eine weitere erfindungsmäßige Optimierung zu versehen, die sich als eine Art „organisch saugender Turbodüseneffekt” beschreiben lässt. Dazu wird eine nach hinten links außen, d. h. entgegengesetzt der Laufrichtung, geführt austretende Wirbeltrichteröffnung in die ursprünglich angelegte tiefste Stelle des Innenraumes der Muschel ermöglicht (hyperbolische Berechnung der Führungsleisten ist zwingend nötig), die den von vorne wirbelnd einströmenden Wind quasi wirbeltechnisch kanalisiert, diesen komprimiert und so erheblich beschleunigt. Diese energiewirksame Führung wird durch den Befestigungskorpus und ggf. der dahinterliegenden Rotorblätter geführt, um dann dem Windrad zusätzlichen „Drive” dadurch zu geben, dass die beschleunigt komprimierte Windluft nach links (für alle drei Wirbeltrichterturbos deckungsgleich und dadurch synchron) austritt. Hierzu liegt der Austrittswinkel der Turbodüsen vorzugsweise unter 45°. Dadurch, dass der einströmende turbulente Wind, sowohl vorne im Flächenraum der Muschel kräftetechnisch ansetzt, der beschleunigende Sog im geführten Wirbel nach hinten hin mit seinem geführten Kompressionsdruck gleichzeitig andrückt, erhält das Windkraftrad eine enorme zusätzliche Beschleunigungskraft, das das Aggregat selbst größere Generatoren antreibt.The innovative shell-rotor blade is any shell and as usable as it is. Preferably, however, it is to be provided by a further optimization according to the invention, which can be described as a type of "organically sucking turbo-nozzle effect". For this purpose, a back left outside, ie opposite to the direction, guided exiting vortex funnel opening in the originally created deepest point of the interior of the shell allows (hyperbolic calculation of the guide rails is absolutely necessary), which channels the swirling vortex from the front quasi vortex technology, this compresses and so much faster. This energy-efficient leadership is through the attachment body and possibly the behind rotor blades, in order then to give the wind turbine additional "drive" in that the accelerated compressed wind air to the left (for all three turbulence turbos congruent and thus synchronous) exits. For this purpose, the exit angle of the turbo nozzles is preferably below 45 °. Due to the fact that the incoming turbulent wind, both at the front in the surface area of the shell force attaches, the accelerating suction in the guided vortex backwards with its guided compression pressure simultaneously presses, the wind turbine receives an enormous additional acceleration force that drives the unit even larger generators.

Um die so optimierte Beschleunigungskraft als gesteigerten Wirkungsgrad insbesondere für variable Windverhältnisse zu nutzen, wird der Generatorbereich vorzugsweise in zwei oder mehrere nacheinander gelagerte kleinere Generatoren aufgeteilt und/oder in einem Generator vorliegende und durch Kupplungen untereinander zu verbindende Einzelkammergeneratoren konstruiert. D. h. der zweite (evtl. dritte/vierte etc.) Teilgenerator bzw. die Generatorkammer setzt dann ein, wenn der vorgelagerte hierzu „auffordert”, was insbesondere dann passiert, wenn die anliegende Windkraft einen bestimmten Kraftbereich übersteigt. So können auch geringe Windkräfte durch den geringeren Widerstand nur eines Generators bzw. einer Generatorteilkammer optimaler genutzt werden um dann, beim Aufkommen stärkerer Windkräfte, durch das über Kupplungen automatisierte Hinzuschalten eines weiteren Generators oder Generatorteils, mehr bzw. zusätzliche Kraft am Wind abnehmen zu können.In order to use the thus optimized acceleration force as increased efficiency, in particular for variable wind conditions, the generator area is preferably divided into two or more successively stored smaller generators and / or constructed in a generator and constructed by couplings with each other to be connected single chamber generators. Ie. the second (possibly third / fourth etc.) subgenerator or the generator chamber starts when the upstream "requests", which happens in particular when the applied wind force exceeds a certain force range. So even low wind forces can be used optimally by the lower resistance of only one generator or a generator sub-chamber then, in the emergence of stronger wind forces through the clutches automated addition of another generator or generator part to be able to decrease more or additional force on the wind.

Wie oben bereits erwähnt haben natürliche organische Formen und lebendige Körper eine entwicklungstechnische Optimierung in den entsprechenden Medien Luft/Wind und Wasser erfahren. Die Körperformen des Delphins und des Hammerhais (in diesem Falle insbesondere auch die Schwanzflossen) dienen hier vorzugsweise zur Bildung

a) der strömungsgünstigen Körperform der Gesamtanlage;
b) Zur stabilen Steuerung der Gesamtanlage am und im Wind durch die Flössen von Hammerhai (Vertikalruder) und des Delphins (Horizontal- und evtl. stabilisierende Seitenruder);
c) Und einem marketingtechnisch zu bevorzugendes Design (Naturformen statt rein technisches Design sind Hingucker).

As mentioned above, natural organic forms and living bodies have experienced a developmental optimization in the corresponding media air / wind and water. The body shapes of the dolphin and the hammerhead shark (in this case, in particular, the tail fins) are used here preferably for formation

a) the aerodynamic body shape of the entire system;
b) For stable control of the entire wind turbine and wind turbine through the rafts of hammerhead (vertical rudder) and dolphin (horizontal and possibly stabilizing rudder);
c) And a marketing-technically preferable design (natural forms instead of purely technical design are eye-catchers).

Um der Gesamtanlage in seiner Aufstellung am Ort, neben der positiven Einflüsse der organischen Körperformung, eine maximale Stabilität am und im Wind, eine quasi automatische ,Permanentjustierung' und eine besondere Reaktionsschnelligkeit zu ermöglichen, ist ein justierendes und zudem stoßdämpfendes Pendelprinzip mit einem dazugehörigen Pendellager bevorzugt. Das Pendelsystem hat zudem die Grundeigenschaft, je nach Anlagenzusammenstellung d. h. Größe und Rotorzahl, durch unterschiedliche Gewichte an verschiedenen Befestigungspunkten an der nach unten langenden Pendelstange, den unterschiedlichsten örtlichen Gegebenheiten und den sich zusehends verändernden Umweltbedingungen des Windes anpassbar zu machen. Das gleiche Aggregat kann so im Gebirge als auch an der Küste stehen. Das Gesamtgewicht des oberen Aggregats mit dem/den Generator/en wird in den Mittelpunkt des Pendelkugelgelenks berechnet um dem Prinzip der Pendeleinrichtung zutragend zu sein.In order to enable the overall system in its position at the site, in addition to the positive effects of organic body shaping, maximum stability on and in the wind, a quasi-automatic 'permanent adjustment' and a special reaction speed, an adjusting and also shock-absorbing pendulum principle with an associated self-aligning bearing is preferred , The pendulum system also has the basic feature, depending on the system composition d. H. Size and number of rotors can be made adaptable by varying weights at different attachment points on the pendulum rod which extends downwards, the widely differing local conditions and the ever-changing environmental conditions of the wind. The same aggregate can stand in the mountains as well as on the coast. The total weight of the upper aggregate with the generator (s) is calculated at the center of the pendulum ball joint to be in accordance with the principle of the shuttle.

Zum Schutz der dargelegten Anlage, gibt es Prüffaktoren, die die Sicherheit der Anlage in Extremsituationen (Sturm, Orkan etc.) gewährleisten. Hier wurde insbesondere der Begriff der „Überlebensgeschwindigkeit” bezüglich der maximalen Windverhältnisse auf die Anlage in den Leistungscharakteristika einer jeden Anlage geprägt. Durch die ,Windcatcher' Eigenschaft ist diese Anlage diesbezüglich stärker gefährdet als konventionelle Anlagen, die flügeltechnisch aus dem Wind gedreht werden. Vorzugsweise dient hier ein Schutzmechanismus der wie folgt zu beschreiben ist: Drückt der Wind von vorne auf die Anlage stülpen sich drei vorzugsweise vier hinter den Rotoren (also im Windschatten liegend) angebrachte Schalen über die äußeren Spitzen der Rotoren über das Aggregat und verschließen bzw. bedecken tendenziell die Rotationsinnenflächen. Auch dies sind rein organische Formen bzw. dem beschriebenen Prinzip anzugleichende Formen z. B. der Blüten- und Verschlussform der Trollblume ähnlich. Die Übertragung des anliegenden Winddruckes für diesen ,Überstülpeffekt' geschieht vorzugsweise durch ein einfaches Federdruck- und zügig umlenkendes Hydrauliksystemgestänge, welches sich, nach Erreichen der notwendigen Abdeckung, bei nachlassendem Winddruck, sehr langsam – durch öldruckrückführende Bypässe – wieder öffnet. Bei dieser Variante läuft die Anlage trotzdem weiter! Sie wird aber weniger durch den ,Flächenangriff' auf die Rotoren sondern mehr über die o. a. 3 Turbodüsen, die im Mittelpunkt der ersten und/oder zweiten Reihe der Rotorblätter lokalisiert sind, weiter betrieben, während übermäßige Windkraft zunehmend durch die Abdeckung abgewiesen wird. Optimierbar ist diese Variante, durch eine einfache Kombination d. h. Rückkopplung mit den Leistungsdaten der Aggregate, wobei aufwendige und anfällige Elektronik vermieden wird.In order to protect the system described, there are test factors that ensure the safety of the system in extreme situations (storm, hurricane, etc.). In particular, the term "survival speed" with regard to the maximum wind conditions on the installation was coined in the performance characteristics of each installation. Due to the 'Windcatcher' feature, this system is more at risk in this regard than conventional systems, which are flipped out of the wind. Preferably, here serves a protective mechanism which is described as follows: Presses the wind from the front of the plant three preferably four behind the rotors (ie lying in the lee) mounted shells on the outer tips of the rotors on the aggregate and seal or cover tends to be the inner surfaces of rotation. These are purely organic forms or the described principle to be adapted forms z. B. similar to the flower and closure form of the Trollblume. The transmission of the adjacent wind pressure for this, Überstülpeffekt 'is preferably done by a simple Federdruck- and quickly deflecting hydraulic system linkage, which, after reaching the necessary coverage, with decreasing wind pressure, very slowly - by oil pressure return Bypasses - reopens. In this variant, the system continues to run anyway! But it is less by the 'surface attack' on the rotors but more about the o. A. 3 turbo nozzles, which are located in the center of the first and / or second row of the rotor blades, further operated, while excessive wind power is increasingly rejected by the cover. This variant can be optimized by a simple combination d. H. Feedback with the performance data of the units, avoiding complex and vulnerable electronics.

Zur Übertragung der Kräfte auf den/die Generator/en ist ein solides Keilriemengetriebe auch aus Kostengründen sinnvoll; Zudem sind Wartungsarbeiten dadurch wesentlich vereinfacht. Als Bremse wird eine selbstregulierende Wirbelstrombremse i. V. mit einer manuellen Feststellbremse eingesetzt. Zudem wird das Aggregat durch einen rückwärtigen, also hinter dem/den Rotor/en und vor den ,Abdeckblättern' durch einen Abdeckkorb geschützt. Der Stand wird für die 3, 6, bzw. 9 rotorigen Kleinvarianten zwischen 3.5–max. 10 mtr. sein, während der Gesamtrotordurchmesser zwischen 50 cm–180 cm ist, sich aber je nach gewünschter Leistungskapazität vergrößern kann.To transfer the forces to the generator (s), a solid V-belt transmission also makes sense for cost reasons; In addition, maintenance is much easier. As a brake is a self-regulating eddy current brake i. V. used with a manual parking brake. In addition, the aggregate is protected by a rear, ie behind the rotor (s) and in front of the 'cover sheets' by a cover basket. The stand will be for the 3, 6, or 9 rotorigen Kleinvarianten between 3.5-max. 10 mtr. while the overall rotor diameter is between 50cm-180cm, but may increase depending on the desired power capacity.

Alle hier aufgeführten und zu berechnenden Komponenten sowie deren Zusammenführung zur entsprechenden Gesamtanlage ist auf der Grundlage des ,Global Scaling' durchzuführen, wonach die naturgegebenen Formen, also die, die mit der Natur verbundenen eigenen mathematischen und logarithmischen Verteilung in Verbindung stehen (siehe www.global-scalinginstitute.de).All of the components listed and calculated here, as well as their aggregation to the corresponding overall plant, must be carried out on the basis of the 'global scaling', according to which the natural forms, that is, the related own mathematical and logarithmic distribution associated with nature (see www.global -scalinginstitute.de).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zehn Figuren näher beschrieben.The invention will be described in more detail below with reference to ten figures.

1 zeigt in der Draufsicht schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Rotorblatts 1 in Muschelform. Der rechte, nach unten links tendierende Rand ist dabei überstehend und raumabdeckend. Darunter ist ein Hohlraum, der den einströmenden Wind einerseits einfängt (der Rand wird von oben rechts nach links unten hin breiter) und andererseits bei Drehung des Objekts nach außen ableitet bzw. diesen wieder hinauswirft. Die vorgegebene Strichführung im Innenraum (es handelt sich um wellige Erhöhungen bzw. dazugehörige Wellentäler) der Muschel wird windführend dahingehend genutzt, dass windeinströmungstechnisch gesehen der erfinderische Wirbeltrichterdurchstoß durch das Objekt unterstützt wird. Im Umfangsbereich des muschelförmigen Rotorblatts sind zusätzliche Öffnungen 2 vorgesehen. 1 shows in plan view schematically the structure of a rotor blade according to the invention 1 in shell shape. The right, down to the left edge tends to be overhanging and raumabdeckend. Below this is a cavity, which captures the incoming wind on the one hand (the edge is wider from top right to bottom left) and on the other hand, upon rotation of the object to the outside or throws it out again. The predetermined line guidance in the interior (wavy elevations or associated wave troughs) of the shell is used in a wind-guiding manner in that, in terms of wind inflow, the innovative vortex puncture penetration is supported by the object. In the peripheral region of the shell-shaped rotor blade are additional openings 2 intended.

2 zeigt nun das Rotorblatt wie vorstehend beschrieben liegend in Nullstellung. Aus dem Schnitt des Rotorblatts 1 nach 2 ist dabei auch die in die tiefste Stelle eingebrachte Öffnung 3 ersichtlich. 2 now shows the rotor blade as described above lying in the zero position. From the cut of the rotor blade 1 to 2 is also the opening introduced into the lowest point 3 seen.

3 zeigt nun die Ausführungsform der Erfindung, bei der drei muschelförmige Rotorblätter 1 symmetrisch an einer Haltevorrichtung 4 befestigt sind. Es handelt sich dabei um eine 120°-Anordnung. 3 now shows the embodiment of the invention, in which three shell-shaped rotor blades 1 symmetrically on a holding device 4 are attached. It is a 120 ° arrangement.

In 4 ist nun eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der jeweils, wie in 3 bereits beschrieben, drei muschelförmige Rotorblätter 1 in eine 120°-Einteilung in einer Ebene angeordnet sind, wobei hier eine zweite Ebene vorgesehen ist. Die zweite Ebene ist dabei verdreht zur ersten Ebene angeordnet. Im Ergebnis resultiert somit bei der Ausführungsform nach 4 durch die versetzte Anordnung eine 60°-Anordnung. Die Erfindung umfasst dabei selbstverständlich auch Ausführungsformen, bei denen eine sog. Neunerkombination, d. h. drei Ebenen mit jeweils drei muschelförmigen Rotorblättern vorgesehen sind. In diesem Fall resultiert dann eine Anordnung in einem 40°-Winkel.In 4 Now another embodiment is shown, in each case, as in 3 already described, three shell-shaped rotor blades 1 are arranged in a 120 ° division in a plane, in which case a second plane is provided. The second level is twisted to the first level. As a result, the embodiment thus results in the embodiment 4 by the staggered arrangement a 60 ° arrangement. Of course, the invention also includes embodiments in which a so-called. Nine combination, ie three levels are provided, each with three shell-shaped rotor blades. In this case, then results in an arrangement at a 40 ° angle.

5 zeigt nun schematisch die aus der Muschelform abgeleitete Trichterführung. In 5 sind dabei drei muschelförmige Trichter in schematischer Darstellung gezeigt, deckungsgleich und dadurch synchron laufend. Die Dreiteilung entspricht der Dreieraufteilung einer Rotorebene, wie sie in 3 gezeigt worden ist. Eine Sechseranordnung in der zweiten Rotorebene ist dann abhängig von der Aufhängung der Rotorblätter bzw. von der nach vorne zugänglichen Windeinflugsfreifläche und ist in der Konstruktion entsprechend zu berücksichtigen. 5 now shows schematically the derived from the shell shape funnel guide. In 5 Here, three shell-shaped funnels are shown in a schematic representation, congruent and thus running synchronously. The tripartite division corresponds to the tripartite division of a rotor plane, as in 3 has been shown. A six-element arrangement in the second rotor plane is then dependent on the suspension of the rotor blades or on the forwardly accessible wind deflection surface and must be taken into account accordingly in the design.

6 zeigt ein Fliehkraftdämpfersystem für mindestens drei unterschiedliche Gewichte mit One-Way-Bypassschaltung (ohne Zeichnung). 6 shows a centrifugal damper system for at least three different weights with one-way bypass circuit (without drawing).

7 zeigt nun in der Seitenansicht eine Gesamtanlage in einer Neunervariante der Rotorblätter inklusiv Fliehkraftdämpfer im Pendel 15 stehend. 7 shows now in the side view of an entire system in a nine-variant of the rotor blades including centrifugal damper in the pendulum 15 standing.

Analoges ist aus der 8, Frontansicht zu entnehmen. Insbesondere aus der 8 wird der Fliehkraftdämpfer 15 ersichtlich.Analog is from the 8th , Front view to remove. In particular from the 8th becomes the centrifugal damper 15 seen.

In 9 ist dazu das entsprechende Pendellager dargestellt.In 9 For this the corresponding self-aligning bearing is shown.

10 zeigt letztlich das Verschlussschema, das bei ansteigender Überlast der Anlage durch Federn und Hydraulikgestänge gesteuert wird. Halbschalen aus dem Hinterraum des Aggregats überstülpen das Rotorblatt zum Schutz gegen übermäßigen Windeinflug. Mit zunehmenden Druck auf die Gesamtanlage schiebt sich blütenblätterähnlich die Abdeckung druckgesteuert über die Rotoranordnung. 10 finally shows the closure scheme, which is controlled by increasing the overload of the system by springs and hydraulic linkage. Half shells from the rear of the unit put the rotor blade over to protect against excessive wind. With increasing pressure on the entire system, petals similar pushes the cover pressure controlled on the rotor assembly.

Claims

Wind turbine with a rotor, with a horizontal central rotor axis, on which at least three rotor blades are arranged symmetrically, characterized in that the rotor blade as wind-receiving hollow body ( 1 ) in the form of a shell-shaped funnel whose longitudinal extent is greater than the width, is formed with the proviso that at the lowest point in the interior of the hollow body, in the region of the horizontal axis of rotation, at least one opening ( 3 ) is arranged.

Wind turbine according to claim 1, characterized in that in the outer peripheral region of the shell-shaped funnel along the peripheral edge additionally openings ( 2 ) are provided.

Wind turbine according to claim 2, characterized in that over the entire length of Circumferential edge equidistant openings ( 2 ) are provided.

Wind power plant according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that in at least two planes one behind the other in each case three rotor blades ( 1 ) are arranged symmetrically about the central horizontal rotor axis.

Wind turbine according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the wind turbine has a centrifugal force-controlled inertia damper.

Wind power plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the entire wind turbine is designed in the form of a tripod supported on the ground pendulum.

Wind turbine according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that on the side of the rotor blades facing away from the wind ( 1 ) are also arranged on the horizontal rotor axis open shells as a protective mechanism behind the rotor blades.