DE4110540C2 - Wind turbine - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit einem drehbar gelagerten Windrad, wobei unter sich gleiche, profilierte Schaufeln, die sich je entlang einer Mantellinie eines Kreiszylinders erstrecken, gleichmäßig auf den Umfang des Windrades, einen Schaufelkranz bildend, verteilt sind und daß eine Schaufel über ihre ganze Länge ein Tragflächenprofil hat und mit der vorgewölbten Seite des Tragflächenprofils in Drehrichtung des Windrades weist.The present invention relates to a wind turbine a rotatable wind turbine, the same among themselves, profiled blades, each along a generatrix extend a circular cylinder, evenly on the circumference of the wind turbine, forming a blade ring, are distributed and that a shovel has a wing profile over its entire length has and with the bulging side of the wing profile in Direction of rotation of the wind turbine points.
In der US-PS 42 36 866 ist ein Strömungssystem beschrieben, bei dem möglichst viel Strömungsenergie von Luft oder Flüssigkeit in elektrische Energie zum Antreiben von Pumpen umgesetzt werden soll. Hierzu werden beispielsweise zwei entlang einer Mantellinie unterschiedlichen Durchmessers vorhandene profilierte Schaufelreihen eingesetzt, die so angeordnet sind, daß sich der äußere Ring in eine erste Richtung und der zweite innere Ring in eine zweite Richtung, die entgegengesetzt zur ersten Richtung ausgerichtet ist, dreht. Die Strömung wird hierbei innerhalb des Systems bereichsweise in Richtung der Längsdrehachse des Systems geführt zum Antreiben der beiden mit den profilierten Schaufeln versehenen Ringe. Die Ausbildung des Schaufelkranzes ist aufgrund seiner räumlichen Geometrie relativ kompliziert und konstruktiv aufwendig.A flow system is described in US Pat. No. 4,236,866, with the greatest possible flow energy of air or liquid converted into electrical energy for driving pumps shall be. For this purpose, two are along for example a surface line of different diameters profiled rows of blades used, arranged so are that the outer ring in a first direction and the second inner ring in a second direction, the opposite is facing the first direction. The current is in some areas within the system Direction of the longitudinal axis of rotation of the system led to driving of the two rings with the profiled blades. The formation of the blade ring is due to its spatial Geometry relatively complicated and structurally complex.
Die FR-PS 557 416 beschreibt eine Windkraftanlage, bei der im Innern ein Kreiszylinderelement vorhanden ist. Dieses Kreiszylinderelement ist von einem drehbaren Schaufelkranz umgeben. Die Schaufeln sind hierbei als dünne Streifenelemente ausgebildet.The FR-PS 557 416 describes a wind turbine in which Inside is a circular cylinder element. This circular cylinder element is surrounded by a rotating blade ring. The blades are thin strip elements educated.
Die beiden deutschen Gebrauchsmuster G 87 01 130 und G 82 29 696 zeigen Windturbinen mit entsprechend ausgebildeten Windfangblättern bzw. Schaufeln, die speziell rotierbar gelagert sind.The two German utility models G 87 01 130 and G 82 29 696 show wind turbines with appropriately trained windscreen blades or blades that are specially rotatably mounted are.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftanlage der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie neben der Umsetzung eines möglichst hohen Anteils der kinetischen Energie des anströmenden Windes eine möglichst verlustarme Umsetzung in Rotationsenergie des Windrades ermöglicht und darüberhinaus das die Rotationsenergie in elektrische Energie umwandelnde Aggregat auch bei hohen auftretenden Windgeschwindigkeiten im optimalen Betriebsbereich gehalten werden kann.The present invention has for its object a To design wind turbines of the type mentioned at the outset, that in addition to the implementation of the highest possible proportion of possible kinetic energy of the incoming wind enables low-loss conversion into rotational energy of the wind turbine and beyond that the rotational energy into electrical Energy converting aggregate even at high occurring Wind speeds kept in the optimal operating range can be.
Die erfindungsgemäße Windkraftanlage ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist Gegenstand des abhängigen Anspruchs 2.The wind turbine according to the invention is characterized by the features of independent claim 1. An advantageous embodiment is the subject of dependent claim 2.
Die erfindungsgemäße Windkraftanlage zeichnet sich demgemäß dadurch aus, daß das Windrad über ein Planetenrädergetriebe an einen Rotor einer Dynamomaschine gekuppelt ist, das Windrad unmittelbar ein Außenrad des Planetenrädergetriebes treibt, der Dynamorotor drehsteif auf dem Sonnenrad des Planetenrädergetriebes montiert ist, die zwischen Außenrad und Sonnenrad kämmend aufgereihten Planetenräder an einem Träger drehbar gelagert sind, an dem das Gegenelement für den Dynamomotor drehsteif befestigt ist, koaxial zum Windrad ein drehbares Kreiszylinderelement aus luftundruchlässigem Material vorgesehen ist, dessen Außenfläche die Form eines Kreiszylindermantels hat und zwischen dem Kreiszylinderelement und dem Schaufelkranz ein Zwischenraum ausgespart ist, der Träger drehsteif an dem Kreiszylinderelement befestigt ist und die Dynamomaschine von dem Kreiszylinderelement zum ersten Dynamorotor aufgrund des Koanda-Effekts gegenläufig umlaufend angetrieben wird. The wind turbine according to the invention is accordingly distinguished characterized in that the wind turbine via a planetary gear the wind turbine is coupled to a rotor of a dynamo machine directly an outer wheel of the planetary gear drives, the dynamo torsionally rigid on the sun gear of the planetary gear is mounted between the outer wheel and Intermeshing sun gear meshed planet gears on a carrier are rotatably mounted on the counter element for the dynamo is torsionally rigid, coaxial to the wind turbine Rotatable circular cylinder element made of air-impermeable material is provided, the outer surface of which is in the form of a circular cylinder jacket has and between the circular cylinder element and the vane ring has a gap, the carrier is torsionally rigid on the circular cylinder element and the Dynamo machine from the circular cylinder element to the first Dynamo rotor rotating in opposite directions due to the Koanda effect is driven.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage zeichnet sich dadurch aus, daß der Zwischenraum 50 bis 200% (Prozent), vorzugsweise 100%, der größten Stärke des Schaufelprofils beträgt.A preferred embodiment of the wind power plant according to the invention is characterized in that the space 50 to 200% (percent), preferably 100%, of the greatest starch of the blade profile is.
Die Erfindung wird nun an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention will now be described with reference to the accompanying drawing explained. In the drawing shows
Fig. 1 eine Windkraftanlage nach der Erfindung aufgestellt,Situated Fig. 1 shows a wind power plant according to the invention,
Fig. 2 das Windrad aus Fig. 1 perspektivisch, Fig. 2 shows the wind turbine of FIG. 1 in perspective,
Fig. 3 im Teilschnitt entsprechend dem Pfeil III aus Fig. 1 eine Schaufel mit einem Teil des angrenzenden Kreiszylinderelementes, Fig. 3, in partial section according to the arrow III of FIG. 1, a blade with a portion of the adjacent circular cylindrical element,
Fig. 4 die Schaufel aus Fig. 3 in der Ansicht entsprechend dem Pfeil IV aus Fig. 3, Fig. 4 shows the blade of FIG. 3 in the view according to the arrow IV of FIG. 3,
Fig. 5 die Anlage aus Fig. 1 im Längsschnitt planparallel zur Zeichenebene der Fig. 1, Fig. 5, the installation of FIG. 1 in a longitudinal sectional plane parallel to the plane of Fig. 1,
Fig. 6 den Schnitt VI aus Fig. 5, Fig. 6 shows the section VI of Fig. 5,
Fig. 7 das Windrad in der Darstellung entspre chend Fig. 6 mit eingezeichneten Strö mungslinien, Fig. 7, the windmill in the representation accordingly Fig. 6 with indicated Strö mung lines,
Fig. 8 bis 15 Ausschnitte aus Fig. 7, stark vergrößert und mit weiteren Details, jeweils für die acht in verschiedenen Winkelstellungen gegenüber der anströmenden Windrichtung stehenden Schaufeln,, Greatly enlarged Fig. 8 to 15 sections from Fig. 7 and in further detail, each standing for eight in different angular positions with respect to the oncoming wind direction blade,
Fig. 16 die Strömungslinie, die sich für das Kreiszylinderelement allein ergeben, und Fig. 16 shows the flow line, which result for the circular cylinder element alone, and
Fig. 17 ein Druckdiagramm zu Fig. 16. FIG. 17 shows a pressure diagram for FIG. 16.
In der Zeichnung ist mit 1 eine Windkraftanlage bezeichnet, die auf einem Ständer 2 ins Freie gestellt ist, und zwar mit vertikaler Rotationsachse 3. Den äußeren Umfang der Wind kraftanlage 1 bildet ein in Fig. 2 herausgezeichnetes Wind rad 4, das zur Achse 3 zylindersymmetrisch ausgestaltet und drehbar gelagert ist. Das Windrad 4 weist mehrere, im darge stellten Ausführungsbeispiel acht unter sich gleiche profi lierte Schaufeln 5 bis 12 auf, die sich entlang je einer Mantellinie eines Kreiszylinders erstrecken und gleichmäßig auf den Umfang des Windrades 4, einen Schaufelkranz bildend, verteilt sind. In the drawing, 1 denotes a wind turbine which is placed outdoors on a stand 2 , specifically with a vertical axis of rotation 3 . The outer circumference of the wind power plant 1 forms a wind wheel 4 shown in FIG. 2, which is configured cylindrically symmetrically to the axis 3 and is rotatably mounted. The wind turbine 4 has several, in the illustrated embodiment, eight identical profi lated blades 5 to 12 , which each extend along a generatrix of a circular cylinder and are evenly distributed over the circumference of the wind turbine 4 , forming a blade ring.
Eine jede Schaufel hat über ihre ganze Länge ein Tragflä chenprofil, wie für die Schaufel 5 aus Fig. 3 ersichtlich, und weist mit ihrer vorgewölbten Seite 13 in die Drehrich tung gemäß Pfeil 14 des Windrades. Eine jede Schaufel, zum Beispiel die Schaufel 5, hat an einem Profilende eine dicke Profilnase 15 und am anderen Profilende einen schlanken Pro filschwanz 16. Mit ihrer Profilnase ist sie während des Be triebes des Windrades zum Zentrum, also zur Achse 3 des Windrades, gerichtet.Each blade has a Tragflä chenprofil over its entire length, as can be seen for the blade 5 from FIG. 3, and has with its bulging side 13 in the direction of rotation according to arrow 14 of the wind turbine. Each blade, for example blade 5 , has a thick profile nose 15 at one profile end and a slender profile 16 at the other profile end. With its profile nose, it is directed to the center, ie to axis 3 of the wind turbine, during the operation of the wind turbine.
Koaxial zum Windrad 4 ist ein Kreiszylinderelement 17 - ver gleiche Fig. 5 - vorgesehen, das innerhalb des Windrades angeordnet ist, aus luftundurchlässigem Material besteht und dessen Außenfläche glatt ist und die Form eines Kreiszylin dermantels 18 hat. Zwischen dem Kreiszylinderelement 17 und dem durch die Schaufeln 5 bis 12 gebildeten Schaufelkranz ist ein Zwischenraum 19 - vergleiche Fig. 3 - ausgespart, der gemäß Doppelpfeil 20 etwa so groß ist wie die größte Stärke gemäß Doppelpfeil 21 des Schaufelprofils beträgt.Coaxial with the wind turbine 4 , a circular cylinder element 17 - ver same Fig. 5 - is provided, which is arranged within the wind turbine, made of air-impermeable material and whose outer surface is smooth and has the shape of a circular cylinder dermantels 18 . Between the circular cylinder element 17 and the blade ring formed by the blades 5 to 12 , an intermediate space 19 - compare FIG. 3 - is cut out, which according to double arrow 20 is approximately as large as the greatest thickness according to double arrow 21 of the blade profile.
Der Umfang der Schaufeln wird durch einen Mantel 23 aus ko rosionsfestem Metallblech gebildet. Die Schaufeln sind mas siv ausgefüllt mit einer Polyurethanfüllung 24. Die Schau feln sind versteift durch in die Polyurethanfüllung 24 ein gearbeitete Längsstäbe 26, 27, 28.The circumference of the blades is formed by a jacket 23 made of corrosion-resistant metal sheet. The blades are solidly filled with a polyurethane filling 24 . The show fences are stiffened by a worked longitudinal rods 26 , 27 , 28 in the polyurethane filling 24 .
Der dicht neben der Profilnase 15 gelegene Längsstab 26 steht mit beiden Enden an den Stirnseiten aus der Schaufel heraus und ist drehbar gelagert, so daß die Schaufel, wie in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnet, aus der dort ausgezogen gezeichneten Funktionsstellung in eine Ruhestellung ge schwenkt werden kann, in der sie sich etwa tangential zum Umfang des Windrades erstreckt. Wenn alle Schaufeln sich in dieser tangentialen Stellung befinden, bietet das Windrad bei überstarker Windströmung keinen Angriffspunkt für zer störende Kräfte.The close to the profile nose 15 located longitudinal rod 26 is at both ends at the end faces out of the blade and is rotatably mounted, so that the blade, as shown in dashed lines in Fig. 3, are pivoted from the functional position drawn there in a rest position ge can, in which it extends approximately tangentially to the circumference of the wind turbine. If all the blades are in this tangential position, the wind turbine does not offer a point of attack for destructive forces in the event of excessive wind flow.
Die Längsstäbe 27 und 28 ragen ebenfalls an beiden Enden aus den Stirnseiten der Schaufel heraus und bieten dort An griffspunkte für nicht dargestellte Schwenkmechanismen zum Verschwenken der Schaufel aus der in Fig. 3 ausgezogen ge zeichneten Stellung in die dort gestrichelt gezeichneten Stellungen und zur Fixierung der Schaufeln in den einge stellten Winkelstellungen. Der Schwenkmechanismus ist vor zugsweise so ausgebildet, daß sämtliche Schaufeln gleichsin nig und gleichzeitig aus ihrer Funktionsstellung in ihre Ru hestellung und zurück verschwenkt werden.The longitudinal rods 27 and 28 also protrude at both ends from the end faces of the blade and there to grip points for pivot mechanisms not shown for pivoting the blade from the drawn in Fig. 3 ge drawn position in the positions shown in dashed lines and for fixing the blades in the set angular positions. The swivel mechanism is preferably designed so that all the blades are in the same position and at the same time swung out of their functional position into their Ru position and back.
Das Windrad 4 weist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, ein Deckelteil 30 und einen Bodenring 31 auf, zwischen denen die Schaufeln 5 bis 12 befestigt sind. Das Deckelteil 30 besteht aus einer nach oben gewölbten Schutzkappe 32 und einer Treibscheibe 33. In der Treibscheibe 33 ist koaxial zur Ach se 3 das mit Innenverzahnung 34 versehene Außenrad 35 eines Planetenrädergetriebes 36 befestigt.As can be seen from FIG. 5, the wind wheel 4 has a cover part 30 and a base ring 31 , between which the blades 5 to 12 are fastened. The cover part 30 consists of an upwardly curved protective cap 32 and a traction sheave 33 . In the traction sheave 33 is coaxially to the axis 3 se the inner gear 34 provided external gear 35 of a planetary gear 36 is attached.
Das Außenrad 35 treibt über auf den Umfang verteilt angeord nete drei Planetenräder 37, 38, 39 ein zentrales Sonnenrad 40. Planetenräder und Sonnenrad sind mit Außenverzahnung versehen. Die Planetenräder kämmen mit dem Außenrad 35 und dem Sonnenrad 40.The outer wheel 35 drives over the circumference angeord Nete three planet gears 37 , 38 , 39 a central sun gear 40th Planet gears and sun gear are provided with external teeth. The planet gears mesh with the outer gear 35 and the sun gear 40 .
Das Sonnenrad 40 sitzt drehsteif auf der Achse 41 eines er sten Rotors 42 einer Dynamomaschine 43, die koaxial zur Ach se 3 angeordnet ist. Das topfförmig ausgebildete Kreiszylin derelement 17 weist eine Deckelplatte 45 und eine Bodenplat te 47 und das Zylindermantelteil 44 auf. An der Deckelplatte 45 sind die Planetenräder 37, 38, 39 drehbar gelagert. An der Deckelplatte 45 ist ein zweiter Rotor 46 - ein Außenro tor - der Dynamomaschine 43 befestigt.The sun gear 40 is torsionally rigid on the axis 41 of a rotor 42 he most of a dynamo 43 which is arranged coaxially to the axis 3 . The cup-shaped Kreiszylin derelement 17 has a cover plate 45 and a Bodenplat te 47 and the cylinder jacket part 44 . The planet gears 37 , 38 , 39 are rotatably mounted on the cover plate 45 . On the cover plate 45 , a second rotor 46 - an external rotor - the dynamo 43 is attached.
Bei Betrieb, also bei anströmendem Wind, dreht sich das Windrad 4 in Pfeilrichtung 14 und das Kreiszylinderelement 17 ist stillgesetzt oder es dreht sich, angetrieben durch den Wind, in Richtung entgegengesetzt zur Pfeilrichtung 14.During operation, that is to say when the wind is flowing, the wind wheel 4 rotates in the direction of the arrow 14 and the circular cylinder element 17 is stopped or, driven by the wind, it rotates in the direction opposite to the direction of the arrow 14 .
Mit 50 ist ein zur Achse 3 koaxialer Achsstumpf bezeichnet, auf dem der erste Rotor 42 der Dynamomaschine 43, der Boden ring 31 und die Bodenplatte 47 drehbar gelagert sind. An dem Rotor 42 ist eine Welle 51 koaxial zur Achse 3 befestigt, die mit dem Rotor 42 umläuft und in Drehlagern 48 und 53 am Deckelteil 30 drehbar gelagert ist. Die Deckelplatte 45 ist mit dem Drehlager 52 an der Achse 41 drehbar gelagert.With 50 is a stub axle coaxial to the axis 3 , on which the first rotor 42 of the dynamo 43 , the bottom ring 31 and the bottom plate 47 are rotatably mounted. On the rotor 42 , a shaft 51 is fastened coaxially to the axis 3 , which rotates with the rotor 42 and is rotatably mounted on the cover part 30 in rotary bearings 48 and 53 . The cover plate 45 is rotatably mounted on the axis 41 with the rotary bearing 52 .
Ein horizontal anströmender Wind wirkt auf sämtliche Schau feln mehr oder weniger stark in Richtung des Pfeils 14 vorwärtstreibend. Die diesbezüglichen aerodynamischen Zusam menhänge ergeben sich aus den Fig. 7 bis 17.A horizontally flowing wind acts on all swings driving more or less strongly in the direction of arrow 14 . The relevant aerodynamic contexts result from FIGS . 7 to 17.
Das Kreiszylinderelement 17 dreht sich, angetrieben durch die gleiche anströmende Windströmung, entgegengesetzt zur Pfeilrichtung 14, wenn es drehbar gelagert ist, andernfalls wird es stillstehend gehalten.The circular cylinder element 17 rotates, driven by the same inflowing wind flow, in the opposite direction of the arrow 14 if it is rotatably mounted, otherwise it is kept stationary.
In sämtlichen Fig. 7 bis 17 ist die Windrichtung durch den Pfeil W angezeigt und die Umlaufrichtung des Windrades durch den Pfeil 14.In all Figs. 7 to 17, the wind direction is indicated by the arrow W, and the direction of rotation of the wind wheel by the arrow 14.
Die aerodynamische Wirkung, die die Schaufeln in jeder be liebigen Winkelstellung bei Anströmrichtung W in Pfeilrich tung 14 umtreiben, wird nachfolgend erläutert.The aerodynamic effect, which the blades drive in any angular position at the flow direction W in the direction of the arrow 14 , is explained below.
Zu Fig. 8: Die Schaufel 6 wirkt wie eine Turbinenschaufel. Die vom Zylindermantelteil 44 abgelenkte Luft drückt das Windrad 4 in Pfeilrichtung 14. Der dadurch entstehende Koanda-Effekt wirkt auf das Kreiszylinderelement 17 und dreht dieses in entgegengesetzter Drehrichtung.To FIG. 8, the blade 6 acts as a turbine blade. The air deflected by the cylinder jacket part 44 presses the wind turbine 4 in the direction of the arrow 14 . The resulting Koanda effect acts on the circular cylinder element 17 and rotates it in the opposite direction of rotation.
Zu Fig. 9: Die Schaufel 5 ergreift den Wind von der Hälfte des Trommeldurchmessers. Die tangentiale Schnelligkeit kann sich ausgleichen je nach der Geschwindigkeit des Windes. In dieser Schaufelstellung kommt der Koanda-Effekt, der das Kreiszylinderelement 17 in Richtung entgegengesetzt des Pfeils 14 dreht, noch stärker zum Ausdruck als in der Stel lung entsprechend Fig. 8.To Fig. 9: The blade 5 engages the wind of the half of the drum diameter. The tangential speed can balance itself out depending on the speed of the wind. In this blade position, the Koanda effect, which rotates the circular cylinder element 17 in the direction opposite the arrow 14 , is expressed even more strongly than in the position according to FIG. 8.
Zu Fig. 10: Die Schaufel 12 wirbelt den Luftstrom in die Lage größerer Depression, wodurch sich das positive Drehmo ment von Windrad und Kreiszylinderelement 17 vergrößert.To FIG. 10, the blade 12 swirls the air flow in a position of larger depression, whereby the positive Drehmo ment of wind wheel and circular cylindrical element 17 is increased.
Zu Fig. 11: Die Schaufel 11 steht im Winkel von 180°, das ist der Moment, an dem die Schaufel aufhört mit der Lenkung von Luft in den Lagen hoher Depression. Das ist aber gleich zeitig die Lage, in der sich die größten Wirbel und Depres sionen an der Profilnase der Schaufel ausbilden und das wirkt positiv auf die Drehmomente von Windrad 4 in Pfeil richtung 14 und Kreiszylinderelement 17 in Gegenrichtung.To Figure 11. The blade 11 is at an angle of 180 °, which is the moment at which the blade ceases with the steering air in the layers of high depression. However, this is at the same time the situation in which the largest eddies and depressions form on the profile nose of the blade and this has a positive effect on the torques of the wind wheel 4 in the arrow direction 14 and circular cylinder element 17 in the opposite direction.
Zu Fig. 12: Durch die Stellung der Schaufel 10 gegen die Windanströmung vergrößert sich die Windgeschwindigkeit an der Vorderfläche und das verursacht Depression. An der Hin terfläche kommt es zu einer Druckerhöhung. Dieser Unter schied von Über- und Unterdruck erzeugt ein Drehmoment des Windrades in Pfeilrichtung 14.To Fig. 12: determined by the position of the blade 10 against the wind flow to the wind speed increases to the front face and causing depression. There is an increase in pressure on the rear surface. This difference between positive and negative pressure generates a torque of the wind turbine in the direction of arrow 14 .
Zu Fig. 13: Da sich die Schaufel 9 wie auch in den angren zenden Stellungen gegen den anströmenden Wind bewegt, ver größert sich die relative Windgeschwindigkeit gegenüber der wirklichen Windgeschwindigkeit. Dadurch entsteht eine größe re Depression auf der Oberfläche der Schaufel, während sich auf der Unterseite ein stärkerer Unterdruck ausbildet. Durch den unterschiedlichen Über- und Unterdruck ergibt sich eine positive Kraftkomponente, die wiederum zu einem positiven Drehmoment auf das Windrad 4 gemäß Pfeil 14 und in Gegen richtung auf das Kreiszylinderelement 17 führt.To Fig. 13: As the vane 9 moves as in the angren collapsing positions against the oncoming wind, ver, the relative wind speed enlarges with respect to the actual wind speed. This creates a larger depression on the surface of the blade, while a stronger negative pressure is formed on the underside. The different overpressure and underpressure result in a positive force component, which in turn leads to a positive torque on the wind turbine 4 according to arrow 14 and in the opposite direction to the circular cylinder element 17 .
Zu Fig. 14: Die wirkliche Schnelligkeit des Windes ist, be zogen auf die Schaufel 8, vergrößert, und zwar erstens wegen der Abweichung des Windstromes um das Kreiszylinderelement 17 und zweitens wegen der Drehrichtung der Schaufel gegen die Windrichtung in Pfeilrichtung 14 und schließlich wegen des Windumlaufs an der Oberfläche der Schaufel. Diese drei Faktoren vergrößern die Schnelligkeit der relativen Windströmung. Das resultiert in einem Druckunterschied auf den beiden Seiten der Schaufel. Dadurch ergibt sich eine tangentiale Kraft, die die Schaufel in Pfeilrichtung 14 treibt und das Kreiszylinderelement 17 in Gegenrichtung.To Fig. 14: The real speed of the wind, be attracted to the blade 8 is increased, firstly because of the deviation of the wind flow around the circular cylinder member 17, and secondly because of the direction of rotation of the blade against the wind direction in the direction of arrow 14, and finally because of the Wind circulation on the surface of the blade. These three factors increase the speed of the relative wind flow. This results in a pressure difference on both sides of the blade. This results in a tangential force which drives the blade in the direction of arrow 14 and the circular cylinder element 17 in the opposite direction.
Zu Fig. 15: Die Schaufel 7 erfährt durch den anströmenden Wind einen Unterdruck auf der Schaufeloberseite und einen Überdruck auf der Schaufelunterseite und damit ein Drehmo ment in Pfeilrichtung 14.To Fig. 15: The blade 7 undergoes through the oncoming wind a negative pressure on the blade top side and a positive pressure on the blade base and thus a Drehmo ment in the arrow direction 14.
Claims (2)
- das Windrad (4) über ein Planetenrädergetriebe (36) an einen Rotor (42) einer Dynamomaschine (43) gekuppelt ist,
- das Windrad (4) unmittelbar ein Außenrad (35) des Planetenrädergetriebes (36) treibt,
- der Dynamorotor (42) drehsteif auf dem Sonnenrad (40) des Planetenrädergetriebes montiert ist,
- die zwischen Außenrad und Sonnenrad kämmend aufgereihten Planetenräder (37-39 ) an einem Träger (45) drehbar gelagert sind, an dem das Gegenelement (46) für den Dynamorotor drehsteif befestigt ist,
- koaxial zum Windrad (4) ein drehbares Kreiszylinderelement (17) aus luftundurchlässigem Material vorgesehen ist, dessen Außenfläche die Form eines Kreiszylindermantels hat und zwischen dem Kreiszylinderelement und dem Schaufelkranz ein Zwischenraum (20) ausgespart ist,
- der Träger (45) drehsteif an dem Kreiszylinderelement (17) befestigt ist und
- die Dynamomaschine (43) einen zweiten Dynamorotor (46) aufweist, der das Gegenelement bildet und vom Kreis zylinderelement (17) zum ersten Dynamorotor (42) aufgrund des Koanda-Effekts gegenläufig umlaufend angetrieben wird. 1. Wind turbine with a rotatably mounted wind wheel, with the same, profiled blades ( 5-12 ), each extending along a generatrix of a circular cylinder, evenly distributed over the circumference of the wind wheel ( 4 ), forming a blade ring, and that a blade has a wing profile over its entire length and points with the bulging side of the wing profile in the direction of rotation of the wind turbine. characterized in that
- The wind wheel ( 4 ) is coupled via a planetary gear ( 36 ) to a rotor ( 42 ) of a dynamo machine ( 43 ),
- The wind wheel ( 4 ) drives an outer wheel ( 35 ) of the planetary gear ( 36 ) directly,
- The dynamo rotor ( 42 ) is mounted torsionally rigid on the sun gear ( 40 ) of the planetary gear,
- The intermeshed planet gears ( 37-39 ) intermeshing between the outer gear and sun gear are rotatably mounted on a carrier ( 45 ) on which the counter element ( 46 ) for the dynamotor is fastened in a torsionally rigid manner,
a coaxial circular cylinder element ( 17 ) made of air-impermeable material is provided coaxially with the wind wheel ( 4 ), the outer surface of which has the shape of a circular cylinder jacket and a space ( 20 ) is left between the circular cylinder element and the blade ring,
- The carrier ( 45 ) is torsionally rigid on the circular cylinder element ( 17 ) and
- The dynamo ( 43 ) has a second dynamo rotor ( 46 ) which forms the counter element and from the circular cylinder element ( 17 ) to the first dynamo rotor ( 42 ) is driven in opposite directions due to the Koanda effect.
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