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DE102018004850A1 - Wind rotors with sail balancing / wing curvatures pulled backwards - Google Patents

Wind rotors with sail balancing / wing curvatures pulled backwards Download PDF

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    • F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
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Abstract

Um mittlere bis kleinere Windräder/Windmühlen effizienter und stärker zu machen, werden von den Mühlenstangen, die gedreht werden, Segeltuch- oder andere Windauffangflächen ausgebreitet nach hinten und dabei nach einer Seite leicht gedreht, so dahs sich eine gewölbte konkave, glatt gespannte Windführung ergibt, bei der sich der Wind länger auf die Radspeichen der Mühle, des Windrades, drückend auswirken kann, indem er sich in Drehrichtung verstärkt und somit ausgiebiger auf das Mühlengestänge, dieses drehend, Arbeit ausübt. Es muss darum die von der Kuppel des Mühlenturmes ausgehend waagerecht vorgestrecke Achse mitsamt Lagerung viel weiter nach vorne hervorragen, das Mühlenrad der Segel also in gröhsserem Abstand vom Turm durch den Wind gedreht werden, die Segelflächen, die im Wind gewölbten / oder fest ausgeformt aus anderem Material, z.B. Plastik / somit zur Kuppel hin, die drehbar ist, eher spitz auslaufend gestaltet sein bzw. sich blähen, um so dem Wind mehr Angriffsfläche zum Drehen zu bieten. Darum bedarf es meistens auch einer Stütze für das Achslager vor der Kuppel. - Bei grohssem Sturm ist Raffung und eventuelle Wegdrehung - und zwar zur Stabilisierung ausserdem entlang den Flügel-enden des Windrotors eine reissfeste Vertäuung, und ebenso an der Achse eine Vertäuung der Seile, ggfs. bis zu einem nach hinten versetzten Ring um Achse nötig. - -In order to make medium to small wind turbines / windmills more efficient and stronger, the mill rods that are rotated spread out canvas or other wind-collecting surfaces to the rear and slightly rotated to one side, so that there is an arched, concave, smoothly tensioned wind guide, where the wind can have a longer impact on the wheel spokes of the mill, the wind wheel, by strengthening in the direction of rotation and thus doing more work on the mill linkage, rotating it. It must therefore protrude the horizontally protruding axis and bearing from the dome of the mill tower much further to the front, i.e. the mill wheel of the sails must be rotated by the wind at a greater distance from the tower, the sail surfaces that are curved in the wind / or firmly formed from others Material, e.g. Plastic / thus towards the dome, which is rotatable, tapered to a point or puffed out, in order to offer the wind more surface to turn. This is why a support for the axle bearing in front of the dome is usually required. - In the event of a major storm, gathering and possibly turning away - and for stabilization, a tear-proof mooring along the wing ends of the wind rotor and a mooring of the ropes on the axis, possibly up to a ring offset to the rear, is necessary. - -

Description

Um Windräder, besonders mittlere bis kleinere „Windmühlen“ etc. effizienter und stärker zu machen, werden von den vom Wind zu drehenden Mühlenstangen, Segelttuch- oder andere Windauffangflächen nach hinten und nach einer (immer der gleichen) Seite ausgebreitet und gespannt, so dahs sich eine gewölbte konkave, glatt gespannte Windführungsfläche ergibt, die nach hinten kleiner wird, weil die Spannseile oder Segelrahen nach hinten auf einen Ring wesentlich kleineren Durchmessers (im Vergleich zum vorderen Rotor) zulaufen und verankert/vertäut sind. Der Wind wirkt sich somit länger auf die Rotorradspeichen der Mühle /des Windrades/ drückend aus, indem er in Drehrichung verstärkt und ausgiebiger auf das Mühlengestänge mit den Segeln, dieses drehend, Arbeit ausübt. Es muss darum die von der Drehkuppel/dem Mühlenturmdach (drehbar gelagert) ausgehende, waagerecht vorgestreckte Achse des Rotors mitsamt Lagerung viel weiter nach vorne hervorragen, da Mühlenrad/Rotorrad der Segel also in gröhsserem Abstand vom Turm vom Wind gedreht werden.In order to make wind turbines, especially medium to small "windmills", etc. more efficient and stronger, the mill rods, canvas or other wind-collecting surfaces that are to be rotated by the wind are spread out and stretched towards one side (always the same), so there is no problem a convex, concave, smoothly tensioned wind guide surface results, which becomes smaller towards the rear, because the tensioning ropes or sail frames run towards the rear of a ring of significantly smaller diameter (compared to the front rotor) and are anchored / moored. The wind therefore has a longer impact on the rotor spokes of the mill / the wind wheel / by strengthening in the direction of rotation and more extensively on the mill linkage with the sails, turning it, doing work. It must therefore protrude the horizontally advanced axis of the rotor, including the bearing, extending from the rotating dome / the mill tower roof (rotatably mounted) much further to the front, since the mill wheel / rotor wheel of the sails are thus rotated a greater distance from the tower by the wind.

Der Wind kann dort dann länger auf die Rotorflügel einwirken, als wenn die Segeldreiecke nur zu den Spitzen der Mühlenstangen bzw. Rotorspeichen oder bis zu einer dort abzweigenden kurzen Rahe gezogen wären, wie ja schon gemacht wird. Dreieckssegel festgemacht an Spitze, vorderem Rad und hinterem Ring.The wind can then act longer on the rotor blades than if the sailing triangles were only drawn to the tips of the mill rods or rotor spokes or to a short branch branching off there, as is already done. Triangular sail attached to the tip, front wheel and rear ring.

Hierdurch werden die gewölbten Segelflächen gut gebläht und bieten dem Winde mehr Angriffsfläche zum Drehen des Rotors.As a result, the arched sail areas are well inflated and offer the winch more surface to turn the rotor.

Die erzielten Flächen können optional auch aus anderem Material, z.B Plastik, ausgeformt sein. Sie verlaufen jedenfalls eher spitz auslaufend zur Kuppel bzw. Turmdach hin bzw. zu einem kurz davor an der Rotorachse angebrachten Ring.The areas obtained can optionally also be formed from other material, e.g. plastic. In any case, they run rather pointedly towards the dome or tower roof or to a ring attached shortly before on the rotor axis.

Dabei müssen die Enden der Segeldreiecke an dem Ring ein Bogenstück weiter entgegen der Drehrichtung befestigt sein, so dahs die Segelflächen von den Mühlenstangen/den Speichen her schräg nach hinten - etwas spiralig - gelegt sind.The ends of the sailing triangles must be attached to the ring an arc further against the direction of rotation, so that the sail surfaces from the mill bars / spokes are slanted backwards - somewhat spirally.

Weil also der Rotor nunmehr gröhssere Raumtiefe hat, braucht er meistens auch eine Stütze für das Achslager weiter vor der Kuppel/vor dem Turmdach, in dem die Rotorachse kugelgelagert ist, bzw. durch die/den die Achse hindurchgeht, um am anderen Ende mit einem Gegengewicht gegen das vordere Gestänge- und Rotorgewicht ausgestattet werden zu können.Because the rotor now has a greater depth of space, it usually also needs a support for the axle bearing further in front of the dome / in front of the tower roof, in which the rotor axis is supported by ball bearings, or through which the axis passes, in order to be connected to one at the other end Counterweight against the front linkage and rotor weight can be equipped.

Die Segelflächen müssen gerefft werden können, dazu ist eine elektrisch betriebene Verdrehung des Spannseiles von Rotorstangenspitze, bzw. der Aufspannstange von dort zum Turmdach bzw. zum direkt vor dem Turmdach befindlichen, oben genannten Ring hin vorgesehen, diese Verdrehungs-Reffanlage liegt jeweils entweder im Turm oder ist an den betreffenden Kreisstellen des Ringes eingesetzt. So kann ein starker Sturm überstanden werden. Ausserdem sollte gegen eventuellen Orkan das Turmdach weggedreht werden, so dahs hinterseitig des Daches alle Rotorspeichenstangen - nach Ausklinken der Segelstangen oder Segelseile, die aber noch durch Tau verbunden bleiben mit dem Rotorzentrum, der Rotomabe, - fast kein Widerstand gegen den Orkan mehr vorhanden ist.The sail surfaces must be able to be reefed, for this purpose an electrically operated twisting of the tensioning rope from the rotor rod tip or the tensioning rod from there to the tower roof or to the above-mentioned ring directly in front of the tower roof is provided, this twisting reefing system is either located in the tower or is used at the relevant circular points of the ring. A strong storm can be weathered this way. In addition, against any hurricane, the tower roof should be turned away, so behind the roof all rotor spoke rods behind the roof - after the sail rods or sail ropes have been released, but which remain connected by rope to the rotor center, the rotomabe, - there is almost no resistance to the hurricane.

Die Rotorflügel/Rotorstangen sollten im Normalfall auch vorzugsweise alle an ihren Spitzen zueinander mit Sicherungsseilen verbunden sein, somit ein richtiges Rad ergebend.The rotor blades / rotor rods should normally also preferably all be connected to one another at their tips with safety ropes, thus resulting in a correct wheel.

Ich erbitte Patentschutz für diese Anlagen, die - wenn zahlreich errichtet - in vielen Gegenden, ohne zu grohse Windräder aufstellen zu müssen, weitgestreut überall aus der Windwalze, die oft genug über Land zieht, weitaus mehr an Energie abgreifen als bisher, was besonders auch für südliche Länder sehr grohssen Vorteil bringt.I am asking for patent protection for these systems, which - if built in large numbers - in many areas, without having to set up large wind turbines, take up far more energy than before, everywhere from the wind roller, which often moves overland, which is especially true for Southern countries brings great benefits.

Claims (9)

Windmühlenrotor/Windrotor zur Nutzung von entgegenkommenden Wind, gegen den die Rotorachse mit Rotor gedreht wird vor dem Winde - auf dem Turm einer „Windmühle“ oder eines anderen Gerüstes oder Mastes oder dergleichen mit Plattform oder drehbarem Dach, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Rotorflügel weiter hervorragt vor der Plattform oder dem Dach und von der Spitze der vorstehenden Achse zu den Flügelspitzen hin Seile gespannt sind, die von dort dann weiter gespannt sind zu Verankerungsstellen an der Achse bzw. zu einem Ring feder Art an der Achse ganz in der Nähe des Daches oder der Plattform, bevor die Achse in das Dach oder die Plattform hineingeht und dort gelagert ist und über. Getriebe die Rotordrehkraft nach unten bzw. zu einem Generator überträgt, wobei der Rotor aus Segeltuchbespannung oder Flügelform (z.B. aus Plastik) besteht, der nicht nur von der vorderen Stelle der Drehachse ausgeht nach ganz aussen zum Flügelende bzw. einer radialen Stange an deren Ende verläuft, sondern auch mit weiterem Seil bzw. Flügelteil zu dem Ring vor dem Dach oder vor der ob.genannten Plattform hin sich erstreckt, an Gelenk- oder Befestigungsverankerung auf dem Ring festgemacht ist, so daß eine konkav gewölbte Segelform bzw. Flügelform entsteht, wobei gegenüber dem vorderen Befestigungsort an den Flügelstangenenden die Befestigungsstellen auf dem Ring um einige Grade versetzt sind; so daß das Segeltuch vom Wind in Drehrichtung gewölbt wird, diesem besser nutzend, derart, daß die drei Verankerungspunkte, an der Segelstangenspitze bzw. dem Flügelende des Rotors, an der Achse des Rotors in der Nähe von derem vorderem Ende, und auf dem Ring um der Achse, der Ring an ihr befestigt seiend, in etwas versetzter Position gegenüber den Flügelenden bzw. Segelenden vorne, und zwar versetzt gegen die Drehrichtung des Rotors/der Flügel, die dreieckig nach hinten gespannt. -Windmill rotor / wind rotor for the use of oncoming wind against which the rotor axis is rotated with the rotor in front of the winch - on the tower of a “windmill” or another scaffolding or mast or the like with a platform or rotatable roof, characterized in that the axis of the rotor blades protrudes further from the platform or the roof and from the tip of the projecting axis to the wing tips ropes are stretched, which are then further stretched from there to anchor points on the axis or to a ring spring type on the axis very close to the Roof or the platform before the axis goes into the roof or the platform and is stored there and over. Transmission transmits the rotor torque downwards or to a generator, whereby the rotor consists of canvas covering or wing shape (e.g. made of plastic), which not only starts from the front of the axis of rotation and extends all the way to the wing end or a radial rod at the end , but also extends with a further rope or wing part to the ring in front of the roof or in front of the above-mentioned platform, is fastened to the hinge or fastening anchoring on the ring, so that a concavely curved sail shape or wing shape arises, whereby opposite the attachment points on the ring are offset by a few degrees from the front attachment point on the wing rod ends; so that the canvas is arched in the direction of rotation by the wind, this better using such that the three anchoring points, at the tip of the sail rod or the wing end of the rotor, on the axis of the rotor near its front end, and on the ring around the axis, with the ring attached to it, are somewhat offset Position opposite the wing ends or sail ends in the front, offset against the direction of rotation of the rotor / wing, which is triangularly stretched backwards. - Windrotor mit mehreren Rotorflügeln nach Hauptanspruch (1), die dreieckige, nach hinten zu einem Ring oder Nabenbefestigung hin sich erstreckende konkave Windauffang-Wölbungen ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring immer einen wesentlich kleineren Kreis beschreibt als die Rotorflügelspitzen weiter vorne.Wind rotor with several rotor blades according to the main claim (1), which result in triangular concave wind-collecting domes which extend towards the rear of a ring or hub attachment, characterized in that the ring always describes a much smaller circle than the rotor blade tips further forward. Windrotor mit Flügeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelspitzen sicherheitshalber miteinander durch Seile verbunden sind und jeweils auch zu einem Punkt (z.B. Zylinderhülse) auf der Achse kurz verbunden gesichert sind.Wind rotor with wings behind Claim 1 , characterized in that the wing tips are connected to each other for safety's sake by ropes and are each also secured to a point (eg cylinder sleeve) on the axis in a short connection. Windrotor mit Rotorflügeln nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich gegen das vor dem Wind gegen ihn aus dem Turmdach oder Gerüstdach herausragende, abstehende Achsenstück mit dessen Gewicht (auf Grund auch der Flügel) auf der gegenüberliegenden Seite des Daches die Achse gelagert ist und kugelgelagert sich dreht in einem Gegengewichtblock oder dergleichen, bzw. daß im Dach selbst ein entsprechend starkes Gewicht auf die sich drehende Achse wirkt, ohne sie sehr durch Reibung zu hemmen.Wind rotor with rotor blades behind Claim 1 . 2 and 3 , characterized in that, in order to compensate for the projecting axis piece with its weight (due to the wing) projecting from the tower roof or scaffolding roof against the wind against it, the axis is mounted and rotates in a counterweight block with ball bearings or the like, or that in the roof itself a correspondingly heavy weight acts on the rotating axis without inhibiting it very much by friction. Windrotor mit Rotorflügeln nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse selbst auf der Gegenseite länger in entgegengesetzter Richtung herausragt, um Gegengewicht zu bilden und entsprechend gelagert ist.Wind rotor with rotor blades behind Claim 1 . 2 and 3 , characterized in that the axle itself protrudes longer on the opposite side in the opposite direction to form a counterweight and is mounted accordingly. Windrotor mit schräg nach hinten verlaufenden geblähten oder konkav geformten Flügelflächen nach Anspruch 1, 2, 3 oder/und 4, sowie 5, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Seile oder Drahtseile Rahen oder Segelstangen verwendet werden, um noch stärkere Stabilität zu sichern.Wind rotor with obliquely rearward expanded or concave wing surfaces Claim 1 . 2 . 3 or / and 4, as well as 5, characterized in that, instead of the ropes or wire ropes, frames or sail rods are used in order to ensure even greater stability. Windrotor nach 1, 2, 3, bzw. 4, und 5, 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom Gerüst oder Turm ausgehend eine vordere Stützlagerung schräg nach vorne oben eingerichtet ist, die die vorne weiter vorragende Achse mitsamt den Flügelstangen unterstützt / abstützt, wobei auch diese Stütze für die Achse dort mitsamt deren derartiger, weit vorne befindlicher (Kugel)-Lagerung sich wie das Turmdach oder die Gerüstkuppel mit Abdeckung und Hauptlagerung der Achse ebenfalls gleichermaßen mitdreht, wenn wegen anderer, gewechselt haben der Windrichtung die Kuppel / das Dach mit Achse geschwenkt werden muss, Stütze also auf einem Turmring herumfährt.Wind rotor according to 1, 2, 3, or 4, and 5, 6, characterized in that starting from the scaffolding or tower, a front support bearing is set up at an angle to the front, which supports / supports the axis projecting further forward together with the wing rods, whereby this support for the axis there, together with its (ball) bearing, located far forward, also rotates like the tower roof or the scaffold dome with cover and main bearing of the axis, if the wind direction changes the dome / roof with others Axis must be swiveled, so the prop moves around on a tower ring. Windrotoranlage nach Ansprüchen optional von 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Konkavität/der Blähung der Segeltuchflächen bzw. der Veränderung der Flügelform verschieden stark gerafft werden kann, bzw. ineinander geschoben werden kann (bei gleitend übereinander liegenden Plastik- oder dgl. -Flächen) je nach Stärke des Windes, was über elektrisch betriebene Verdrehung bzw. Spannung bzw. deren Verschiebung erreichbar ist, bzw. durch Ineinanderschieben, teleskopartig, von Segelstangen. - Diese Verdrehungs- oder Verstellungs-Raffanlage liegt beispielsweise jeweils im Turm(dach) oder/und (= zu well) ist an den betreffenden Kreisstellen des Ringes an der Achse eingesetzt.Wind rotor system according to claims optionally from 1 to 7, characterized in that to change the concavity / the flatness of the canvas surfaces or the change in the wing shape can be gathered to different degrees, or can be pushed into one another (in the case of plastic or the like slidingly one above the other). Surfaces) depending on the strength of the wind, which can be achieved via electrically operated twisting or tension or their displacement, or by telescoping telescopic rods. - This twist or adjustment shirring system is, for example, in each case in the tower (roof) or / and (= too well) is used at the relevant circular points of the ring on the axis. Windrotor mit nach hinten gezogenen (Segeltuch)-flügeln nach Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Orkan stärkerer Art das Dach oder Gerüstoberteil mit der Achslagerung um 180° gedreht werden kann die Rotorenseile also nicht mehr gegen die Windrichtung gekehrt ist, sondern von ihr weg, wobei dann in der neuen Stellung alle Rotorseichenstangen/Rotorstangen schräg gesenkt werden können Richtung Mittellinie oder Achse und vorher auch alle Segelseile/Segelstangen ausgeklinkt werden können, die aber noch durch Tau mit dem Rotorzentrum, deren Rotornabe (vorne an der Achse) verbunden bleiben, (jedoch am Baumeln durch Festzurren gehindert werden). -Wind rotor with (canvas) wings pulled back Claims 1 - 8th , characterized in that the hurricane stronger roof or scaffold part with the axle bearing can be rotated 180 °, the rotor rope is no longer turned against the wind direction, but away from it, then in the new position all rotor oak rods / rotor rods lowered obliquely can be released in the direction of the center line or axis and beforehand also all sail ropes / sail rods, which are still connected by rope to the rotor center, whose rotor hub (at the front of the axis) remains connected (but is prevented from dangling by lashing). -
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