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DE4311661A1 - Wind generator - has vertical axis with balance rails carrying rotatable vertical blades which can be adjusted for wind direction - Google Patents

Wind generator - has vertical axis with balance rails carrying rotatable vertical blades which can be adjusted for wind direction

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Publication number
DE4311661A1
DE4311661A1 DE4311661A DE4311661A DE4311661A1 DE 4311661 A1 DE4311661 A1 DE 4311661A1 DE 4311661 A DE4311661 A DE 4311661A DE 4311661 A DE4311661 A DE 4311661A DE 4311661 A1 DE4311661 A1 DE 4311661A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wind
power generation
generator circuit
generator
balancing
Prior art date
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Ceased
Application number
DE4311661A
Other languages
German (de)
Inventor
Konstantin Hartmann
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Priority claimed from DE19924234649 external-priority patent/DE4234649A1/en
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Publication of DE4311661A1 publication Critical patent/DE4311661A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

The wind-powered electricity generator has two balance rails with rotatable blades, held on the rails so as to be adjustable into the wind direction by electric motors. Thus the whole wind pressure can bear on the blades and for all wind directions. The unit has a vertical axis about which the unit turns, a central supporting shaft operating the generator. The machine generates with even low wind velocity. Since the size of the balance rail and the blade lengths are not limited, the machine maximises the generation from the available wind energy. Typical dimensions are given. ADVANTAGE Presents large surface area to wind and operates even with low wind velocity

Description

Windkraftanlage-Stromerzeugung mittels Windkraft. Die Stromerzeugung von heutigen Windanlagen ist begrenzt durch geringen Rotordurchmesser. Schwacher Wind kann nicht genutzt werden.Wind turbine power generation using wind power. The power generation of today's wind turbines is limited by low rotor diameter. Low wind can not be used become.

Um große billige Windenergie zu bekommen, müssen große Wind­ flächen in Arbeit kommen. Auch geringe Luftbewegung muß Energie leisten.To get big cheap wind energy, have big wind surfaces come into work. Even small air movement must Provide energy.

Dieses Problem kann gelöst werden durch Blätter, die auf die Balancierschienen in Windrichtung einstellbar montiert sind. Die Balancierschienen stützen sich auf den Generatorkreis und mit Rollwellen auf Eisenbahnkreisschienen. Der Generatorkreis stützt und dreht sich auf Zahnwellen. Durch den Winddruck auf die Blätter kommen die Balancierschienen mit Blättern in Bewegung.This problem can be solved by leaves that on the Balancing rails are mounted adjustable in the wind direction. The balancing rails are based on the generator circuit and with rolling waves on railroad circular rails. The generator circuit supports and turns on splines. By the wind pressure on the leaves come with balancing rails with leaves in them Move.

Die Balancierschienen bringen den Generatorkreis in Drehung. Der Generatorkreis dreht die Zahnwellen mit den Generatoren.The balancing rails rotate the generator circuit. The generator circuit rotates the splines with the generators.

Die Balancierschiene kommt auf dem Generatorkreis in Balancierlage, dies macht es möglich, den gesamten Winddruck, der auf die Anlage zukommt, auf den Generatorkreis in Dreh­ richtung ausüben.The balancing rail comes in on the generator circuit Balancing position, this makes it possible to reduce the total wind pressure, on the system, on the generator circuit in Dreh exercise direction.

Die drehbaren Blätter machen es möglich, den Winddruck auf das Zentrum umzuleiten. Der geschwächte Wind wird aus der Arbeitszone umgeleitet.The rotating blades make it possible to reduce the wind pressure on the Redirect center. The weakened wind will be out of the Workspace redirected.

Da der Wind direkt auf die Blätter drückt wird auch bei geringer Luftbewegung Energie erzeugt, d. h. ununterbrochen.As the wind presses directly on the leaves is also at low air movement generates energy, d. H. continuously.

Da die Balancierschienen mit den Blättern sich im Kreislauf bewegen, kann die Anlage von allen Windrichtungen arbeiten.As the Balancierschienen with the leaves in the circulation move, the plant can work from all wind directions.

Da die Balancierschienenlänge und die Blatthöhe nicht begrenzt sind, kann die Anlage eine große Winddruckfläche haben.Because the Balancierschienenlänge and the sheet height is not are limited, the plant can a large wind pressure surface to have.

Ausfünrungsbeispiele der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Embodiments of the invention are shown in the drawings and will be described in more detail below.  

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Ausführungs­ beispiel. Fig. 2 zeigt eine weitere schematische Darstellung zur Erläuterung der Balancierschienenbewegung und Blätterlage im Kreislauf. Fig. 1 shows a perspective view of an embodiment example. Fig. 2 shows a further schematic illustration for explaining the Balancierschienenbewegung and position of the leaves in the circuit.

Es zeigt Fig. 1 Windkraftanlage besteht aus: Blättern (1), Balancierschienen (4), dem Generatorkreis (3), den Zahnwellen (7), den Generatoren, den Kreiseisenbahnschienen (5) und dem Programmgerät. FIG. 1 shows a wind turbine consisting of blades ( 1 ), balancing rails ( 4 ), the generator circuit ( 3 ), the toothed shafts ( 7 ), the generators, the circular rail tracks ( 5 ) and the programmer.

Blatt, besteht aus Stahlrahmen 50 mal 250m. Innenfläche aus Segeltuch oder Kunststoff verstärkt durch Nylonseile. Der Stahlrahmen hat in der Mitte der 250m Seiten Zahnwellen mit diesen stützt sich das Blatt auf die Zahnoberfläche der Kreisbahn. Elektromotoren bringen das Blatt auf der Kreisbahn in Drehung für Einstellung in Windrichtung. Das Segeltuch im Blattrahmen kann beweglich sein. Die Elektromotoren können im Blattrahmen das Segeltuch in die Höhe oder nach unten bringen. Kreisbahn (2), Stahlkreis mit einem Durchmesser von 50m.Sheet, consists of steel frame 50 times 250m. Inner surface of canvas or plastic reinforced by nylon ropes. The steel frame has tooth shafts in the middle of the 250m sides with which the blade rests on the tooth surface of the circular path. Electric motors turn the blade on the circular path in rotation for adjustment in the wind direction. The canvas in the leaf frame can be portable. The electric motors can bring the canvas up or down in the leaf frame. Circular path ( 2 ), steel circle with a diameter of 50m.

Die Balancierschiene hat eine Länge von 700m und besteht aus der rechten Seite mit 5 Kreisbahnen, das Zentrum und der linken Seite mit 5 Kreisbahnen. Die Kreisbahnen sind durch Rollwellen (6) miteinander verbunden. Das Zentrum dient zur Verbindung der rechten und linken Kreisbahnen und Übergabe der Druckenergie auf den Generatorkreis.The balancing rail has a length of 700m and consists of the right side with 5 circular paths, the center and the left side with 5 circular paths. The circular paths are connected by rolling waves ( 6 ). The center serves to connect the right and left circular paths and transfer the pressure energy to the generator circuit.

Im Generatorkreiszentrum überkreuzen sich zwei Balancierschienen unter 90° und bilden das Zentrum der Anlage.In the generator center, two balancing tracks cross each other below 90 ° and form the center of the plant.

Das Zentrum stützt und dreht sich mit dem Lager auf einer Stahlplatte im freien Lauf.The center supports and turns with the warehouse on one Steel plate in the free run.

Die Balancierschienenlänge verläuft vom Zentrum 50m bis zum Generatorkreis. Der Generatorkreis hat Ausschnitte mit Lagern versehen, in diese Ausschnitte stützt sich die Balancier­ schiene. Nach dem Generatorkreis verläuft die Balancierschiene 50m bis zu den Kreisbahnen. Die gesamte Balancierschiene rollt mit Rollwellen auf 6 Kreiseisenbahnschienen im freien Lauf, ohne Seitenhemmungen.The balancing track length runs from the center 50m to the Generator circuit. The generator circuit has cutouts with Bearings provided, in these cutouts, the Balancier relies rail. After the generator circuit the balancing rail runs 50m to the circular paths. The entire balance rail rolls with rolling waves on 6 circular railroad tracks in free run, without side inhibitions.

Generatorstahlkreis, 100m Durchmesser, auf der unteren Seite hat der Generatorkreis eine Zahnoberfläche, diese stützt und dreht sich auf einer Zahl von Zahnwellen im ganzen Kreislauf. Generator steel circle, 100m diameter, on the lower side the generator circuit has a tooth surface, this supports and turns on a number of splines throughout the cycle.  

Auf der oberen Seite hat der Generatorkreis Ausschnitte für die Balancierschienen. Generatorkreis bringt die Zahnwellen mit Generatoren in Drehung.On the upper side of the generator circuit has cutouts for the Balancierschienen. Generator circuit brings along the splines Generators in rotation.

Programmgerät und Windpfeil. Die Blattlage im ganzen Kreislauf ist programmiert. Für die Blattdrehung schaltet das Gerät die Elektromotoren ein und aus. Die Windrichtung kommt in das Gerät vom Windpfeil. Die Windrichtung ist mit 0° bezeichnet.Program device and wind arrow. The sheet position in the whole cycle is programmed. For the blade rotation, the device switches the Electric motors on and off. The wind direction comes in the device from the wind arrow. The wind direction is designated 0 °.

Die Blattlage zum Wind im Kreislauf: es zeigt Fig. 2The sheet position to the wind in the circuit: it shows Fig. 2

30° bis 150°30 ° to 150 ° senkrechtperpendicular 150° bis 255°150 ° to 255 ° 45° Lage45 ° position 255° bis 285°255 ° to 285 ° mit Spitzenseite gegen den Windwith top side against the wind 285°-0°-30°285 ° -0 ° -30 ° 45° Lage45 ° position

Die Balancierschiene mit Blättern übergibt den Winddruck auf den Generatorkreis im Bereich von 30° bis 150°, hier kommt diese Energie auch auf die Generatorwellen.The balancing rail with leaves transfers the wind pressure the generator circuit in the range of 30 ° to 150 °, here comes this energy also on the generator waves.

Bei Energieübergabe auf den Generatorkreis im Punkt A1 kommt die Balancierschiene in Balancierlage. Auf der linken Seite A A1 ist die Drucklänge 300m, Blätterlage senkrecht zum Wind. Auf der rechten Seite A1 B 400m, aber hier sind die Blätter in 45° Lage zum Wind, deshalb wird der Winddruck umgeleitet auf Punkt Z. Von der Balancierschiene C D, durch Blätterlage 45° zum Wind, kommt der Winddruck auch auf Punkt Z′ dieser Punkt ist auf der rechten Balancierseite A1 B nur 50m entfernt vom Balancierpunkt A1, deshalb überwiegt die linke Balancierseite A A1 und der gesamte Winddruck von beiden Balancierschienen wird auf den Generatorkreis in Drehrichtung ausgeübt.When the energy is transferred to the generator circuit in point A1 the balancing rail in balancing position. On the left A A1 the print length is 300m, wind position perpendicular to the wind. On the right side A1 B 400m, but here are the leaves in 45 ° position to the wind, so the wind pressure is diverted to Point Z. From the balancing rail C D, by turning position 45 ° to the Wind, the wind pressure is also on point Z 'this point is on the right balancing side A1 B only 50m away from Balancing point A1, therefore the left balancing side predominates A A1 and the total wind pressure of both balancing rails is applied to the generator circuit in the direction of rotation.

Die Anlage ist angehoben auf 125m Höhe durch Stahlkonstruktionen. Die Anlage arbeitet vollautomatisch. Die Balancierschienen mit Blättern bewegen sich mit 40-50% der Windgeschwindigkeit. Bei Wind von 3 m/s 1 Drehung in 20 min. Bei Wind von 12 m/s 1 Drehung in 6 min.The plant is raised to 125m height by steel structures. The system works fully automatically. The balancing rails with leaves move with 40-50% of the Wind speed. With wind of 3 m / s 1 turn in 20 min. With wind of 12 m / s 1 turn in 6 min.

Die Leistung der Anlage 700 mal 250m = 175 000m2 = 70 000 K.W. Die Anlage kommt in Stillstand durch Drehung aller Blätter mit der Spitzenseite gegen den Wind. The performance of the plant 700 times 250m = 175 000m 2 = 70 000 KW The plant comes at a standstill by turning all blades with the top side against the wind.

Beispiel 2.Example 2.

Die Windkraftanlage kann auf der Seeoberfläche aufgestellt werden. Die Konstruktion und der Arbeitsverlauf ist derselbe wie im Beispiel 1. Es sind folgende Änderungen nötig:The wind turbine can be set up on the sea surface become. The construction and the work process are the same as in Example 1. The following changes are necessary:

Auf eine stabile Stahlkonstruktion vom Seeboden bis zu 5-10m über die Seeoberfläche wird der Generatorkreis montiert, die Balancierschienen mit Blättern und das Zentrum werden auf Schwimmittel aufgestellt. Die Blätter sind auf die Kreisbahnen montiert. Die Blatthöhe ist mit Seilen gesichert.On a stable steel construction from the lake floor to 5-10m The generator circuit is mounted over the sea surface Balancing rails with leaves and the center will open Swimming pool set up. The leaves are on the circular paths assembled. The blade height is secured with ropes.

Auch die Wellen können Energie leisten. Für die Aufnahme der Wellenenergie sind von der Seeoberfläche zur Balancierschiene drehbare Stahlblätter in 3m Höhe unter 45° zur Seeoberfläche montiert. Die Wellen rollen auf das Stahl­ blatt und zurück.The waves can also provide energy. For taking up the wave energy are from the sea surface to the balancing rail rotatable steel sheets in 3m height below 45 ° mounted to the sea surface. The waves roll on the steel leaf and back.

Claims (6)

1. Windkraftanlage-Stromerzeugung mittels Windkraft, durch zwei Balancierschienen mit drehbaren Blättern und einem Generator­ kreis (3) dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (1) auf den Balancierschienen (4) in Windricht­ ung einstellbar gehalten werden und die Generatoren vom Generatorkreis angetrieben werden.1. Wind turbine power generation by means of wind power, by two Balancierschienen with rotating blades and a generator circle ( 3 ), characterized in that the leaves ( 1 ) on the Balancierschienen ( 4 ) are kept adjustable in Windricht ung and the generators are driven by the generator circuit. 2. Stromerzeugung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Balancierschiene im Generatorkreis in Balancierlage kommt und dadurch den gesamte Winddruck auf den Generatorkreis in Drehrichtung ausübt.2. Power generation according to claim 1, characterized, that the Balancierschiene in the generator circuit in Balancierlage comes and thereby the entire wind pressure on the generator circuit in the direction of rotation. 3. Stromerzeugung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Balancierschienen mit Blättern im Kreislauf von allen Windrichtungen arbeiten können.3. power generation according to claim 1, characterized, that the balancing rails with leaves in the circulation of all Wind directions can work. 4. Stromerzeugung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt durch direkten Winddruck auch bei geringer Luftbewegung Energie erzeugt, d. h. ununterbrochen.4. Power generation according to claim 1, characterized, that the sheet by direct wind pressure even at low Air movement generates energy, d. H. continuously. 5. Stromerzeugung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage eine große Winddruckfläche haben kann, da die Balancierschienenlänge und Blatthöhe nicht begrenzt sind.5. power generation according to claim 1, characterized, that the plant can have a large wind pressure surface, as the Balancing rail length and blade height are not limited. 6. Stromerzeugung, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Blätter den Winddruck auf das Zentrum umleiten,der geschwächte Wind wird aus der Arbeitszone umgeleitet.6. power generation according to claim 1, characterized, that the rotating leaves the wind pressure on the center redirect, the weakened wind is diverted from the work zone.
DE4311661A 1992-10-14 1993-04-08 Wind generator - has vertical axis with balance rails carrying rotatable vertical blades which can be adjusted for wind direction Ceased DE4311661A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19517856A1 (en) * 1995-05-16 1996-11-21 Binker Materialschutz Gmbh Wind-powered wheel for deriving mechanical energy at driven shaft
CN103790774A (en) * 2014-02-19 2014-05-14 哈尔滨工程大学 Perpendicular shaft wind turbine with adjustable windward area

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