DE3836325A1 - Kleine kegelfoermige windkraftanlage mit aerodynamischer drehzahlregulierung und anlaufhilfe - Google Patents
Kleine kegelfoermige windkraftanlage mit aerodynamischer drehzahlregulierung und anlaufhilfeInfo
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Description
In der Windkrafttechnik haben sich die sogenannten "Propeller"
(Repeller) durchgesetzt. Die Vorteile liegen auf der Hand:
Die Luftschraube erreicht einen sehr hohen aerodynamischen
Wirkungsgrad. Zudem ist sie relativ leicht herzustellen, zu
mindest in denjenigen Fabriken, die entsprechende Produktions
anlagen besitzen. Es lassen sich relativ leicht Blattlängen
von 20 m erreichen, so daß die Windenergie durch den langen
Hebel entsprechend groß genutzt werden kann. Die Nachteile die
ser Anlagen von 15 m Durchmesser an aufwärts sollen auch nicht
verschwiegen werden: Die Lebensdauer der Blätter wird kaum
länger als 10 Jahre betragen, weil das Schwingungsverhalten
der Blätter über längere Zeiträume jedes Material ermüden,
die sogenannte Ermüdungskorrosion setzt dem Einsatzzeitraum
enge Grenzen. Die Kosten einer derart großen Anlage kann be
sonders derjenige nicht aufbringen, der durch den Einsatz der
Windenergie Kosten sparen will und muß, wie z. B. Gärtnereien
und landwirtschaftliche Gehöfte. Besonders Propellermaschinen
im Inselbetrieb haben eine Jahreslaufleistung, die Wünsche offen
läßt, denn bei dem im mitteleuropäischen Raum vorherrschenden
Schwachwindbereich zeigen sie ein unbefriedigendes Anlaufver
halten. Auf der anderen Seite sind solche Anlagen auch dem Sturm
windbereich nicht ungeregelt zu überlassen, was bedeutet, sie
müssen gebremst werden, wobei die Bremsenergie häufig nicht
genutzt werden kann. Eine große Anzahl Erfindungen beschäftigt
sich mit diesen Problemen, um manche Nachteile zu mindern oder
ganz auszuschalten. Der Ermüdungskorrosion wird durch die Ver
bundbauweise (Sandwichbauteile) ein Riegel vorgeschoben, es
sind zur Drehzahlregulierung verschiedene hydraulische Systeme
erfunden worden, die die Flügel um ihre Längsachse verdrehen,
Flügel sind hakenförmig an der Leeseite montiert und können
vor- und zurückgeklappt werden. Das Anlaufverhalten im Schwach
windbereich wird durch Parallelbetrieb mit dem Netz mittels
Synchrongeneratoren verbessert, durch aufwendige Elektronik
wird ein befriedigender Gleichlauf erzeugt. All diesen Erfin
dungen ist ein Merkmal gemeinsam: Sie verteuern die Anlagen
teilweise wesentlich. Vorliegende Anmeldung soll einen anderen
Weg gehen. Durch die Einschränkung der Aufgabenstellung einer
Windkraftanlage fallen viele Probleme von vornherein weg:
Schädliche Schwingungen entstehen hauptsächlich bei großen An
lagen über 15 m Durchmesser. Also wird die günstige Größe
darunter liegen. Ein befriedigender Gleichlauf ist nur
unter unverhältnismäßig hohen Kosten zu erreichen. Also be
nutzt man die Windkraftanlage meist für die Bereitstellung
von Heizenergie, bei der weder gleichmäßige Spannung, Strom
und Frequenz erforderlich ist. Von dem Ziel, Wasserstoff
durch Elektrolyse mit Hilfe von Windenergie zu erzeugen, ist
man wegen der Sicherheitsprobleme noch weit entfernt.
Die erwähnten Anlaufschwierigkeiten, besonders bei kleinen
Propellermaschinen, lassen sich mit der nachfolgend beschrie
benen Anmeldung lösen. Bleibt noch das Problem, daß Pro
peller, besonders solche ohne Drehflügelverstellung, bei Sturm
die Neigung zum Durchgehen haben, d. h., der Schnellauf gerät
in kritische Zonen. Auch hierfür bietet diese Anmeldung eine
denkbar einfache Lösung.
Theoretische Grundlage der vorliegenden Anmeldung sind die
Lehrsätze von den umströmten Flächen und Körpern sowohl aus
dem Flugzeugbau als auch aus dem Schiffsbau. Der Magnuseffekt
bezeichnet die Querkraft auf sich drehende Körper.
Professor Prandtl stellte die Grenzschichttheorie auf, die ver
einfach besagt, daß die anhaftenden (Luft-)Moleküle eines
drehenden Körpers mit in die Drehbewegung gerissen werden
und die anströmenden Moleküle ebenfalls abgelenkt werden, da
bei aber eine Reaktionskraft auf den Körper ausüben. Ein frei
beweglicher Körper wird quer zur Drehrichtung abgelenkt. Von
Bedeutung sind dabei aber noch Drehgeschwindigkeit und Form
sowie Gewicht des Körpers. Wenn ein Kegel sich an einer hori
zontalen Achse dreht, mit der Spitze in Richtung anströmender
Luftmassen, zudem das Beharrungsvermögen des Kreisels wirkt,
wird sich eine Querkraft nicht in der Form auswirken, daß der
Kegel wegschwenkt, d. h., mit der Spitze einen Kreisbogen um
die Vertikalachse beschreibt, sondern die anströmenden Luft
massen werden von der sich mit dem Kegel drehenden Luftschicht
mitgerissen. Jede Richtungsänderung benötigt zwar Energie,
was hierbei dann ein Nachteil wäre, wenn nicht gleichzeitig
die Luft komprimiert würde. Diese Komprimierung und Drehung
bewirkt, daß die Grenzschicht von einer laminaren in eine
turbulente Strömung übergeht, was 2 Vorteile hat:
- 1. Haftet die turbulente Strömung besser an der Oberfläche
- 2. kann die turbulente Strömung Energie von außen aufnehmen.
Damit sich bei dem Abreißen der turbulenten Strömung vom
Kegel keine Gegenströmung bilden kann (jedenfalls nicht vor
den Flügeln, was höchst unerwünscht wäre), deshalb ist die
Windleitkante an der Kegel-Grundflächenkante entsprechend
der abfließenden Grenzschicht ausgeformt. Damit aber an der
Flügelvorderkante der inneren Flügel des Kegelstumpfes der
Staupunkt nicht in eine Gegenströmung übergeht, wenn die
Masse der anströmenden Luft zu groß wird, deshalb ist die
Windleitkante des vorderen Kegels mit einem bestimmten Ab
stand vor den inneren Flügeln ausgeführt. Dieser Abstand
richtet sich nach der Größe der Bauteile und ist deshalb in
den Ansprüchen in % ausgedrückt. Die Luft kann also bei einem
plötzlichen Druckanstieg zur Mitte ausweichen.
Der Kegelstumpf-Mantel ist darum in Fortsetzung der Kegel
fläche ausgeführt, weil vermieden werden soll, daß andere
Luftströmungen als die vom Kegel abfließende turbulente Luft
schicht, die sich dreht, einfließen kann. Würde z. B. der Radius
des Kegelstumpf-Mantels (bei gleichbleibenden allen anderen
Maßen) wesentlich größer gewählt, so könnte die turbulente
Grenzschicht genau im Bereich der inneren Flügel abreißen,
weil laminare Luftströmungen von außen in diesen Bereich ein
dringen könnten und ein Abreißen, verbunden mit Wirbelbildung
(Gegenströmungen) verursachen. Der Winkel des Kegelstumpf-
Mantels ist aus dem gleichen Grund etwa halb so groß wie der
des Kegels gewählt worden. Wäre der Neigungswinkel kleiner,
d. h. flacher, könnten von vorn laminare Strömungen eindringen,
es entstünde ein Stau. Wäre der Neigungswinkel größer, d. h.
steiler, wäre ein Strömungsabriß im inneren Bereich des Kegel
stumpfes infolge starker Verdünnung (Ausdehnung) der Grenz
schicht die Folge, beides mit starkem Leistungsverlust ver
bunden. Weil weder der Neigungswinkel der Kegelmäntel noch der
Schränkungsgrad der Flügel aus Gründen der konstruktiven Ein
fachheit bei wechselnder Windstärke regelbar sind, deshalb wird
durch die Düsenflügel immer dann Luft abgesaugt, wenn es nötig
ist. Die Menge der Absaugung stellt sich selbsttätig ein: Ist
die Drehzahl der Maschine relativ zur anströmenden Luft zu ge
ring, verstärkt sich der Sog an der Rückseite der inneren
Flügel erheblich. Die Drehzahl steigt, gleichzeitig saugt die
Düse der äußeren Flügel, bis die höchste Drehzahl erreicht ist.
(Bei der 6-m-Maschine sind das ca. 120 U/min.) Dann beginnt
die Bremswirkung der Düsen, vor denen sich ein Luftpolster
bildet. Die Drehzahländerung geschieht aber weich und kaum
merklich, niemals abrupt wie bei mechanischen Bremssystemen
mittels Bremsklötzen oder Bremsklappen im Flügel.
Die hier geschilderte Klein-Windkraftanlage hat einen
Gesamt-Außendurchmesser von ca. 6 m. Es können aber problem
los alle Maße bis ca. 15 m Außendurchmesser gewählt werden.
Als Material diente hier Stahl in verschiedener, genormter
Form. Die Trägerkonstruktion ist Rohrgerippe. Als flächen
deckende Haut diente Stahl-Karosserieblech 0,65 mm dick,
auch für die inneren und äußeren Flügel. Die Außenhaut des
Kegelstumpfes, der einen Außendurchmesser von ca. 2,50 m hat,
wird an der Fortsetzung der äußeren Hohlflügel aufgeschnitten,
um den Luftdurchtritt zwischen dem Kegelstumpf-Innenraum und
den Hohlflügeln zu ermöglichen. Die Schränkung der inneren
Flügel beträgt ca. 15 Grad, die der äußeren Hohlflügel zwischen
ca. 12 Grad an der Basis und ca. 5 Grad an der Spitze. Die
Düse an der Spitze der Hohlflügel besteht aus einem recht
eckigen Stück Karosserieblech, das zusammengebogen auf den
Breitseiten der Flügelvorderkante angepunktet wird, so daß
eine Haube entsteht, mit Öffnungen in Laufrichtung. Die Längs
richtung des Haubenscheitels liegt in etwa parallel zum Kreis
bogen der Laufrichtung, vorteilhaft ist eine leichte Anhebung
auf der Leeseite, wodurch sich der Düsensog verstärkt.
Funktionsweise: Die Flügel innerhalb des Kegelstumpfes haben
doppelte Funktion: 1. Gewährleisten die inneren Flügel den
Anlauf im Schwachwindbereich. Der Wind wird an der Kegelfläche
entlanggeleitet, gelangt mit höherer Geschwindigkeit an der
Leitkante des Kegels entlang zu den Flügeln. Gleichzeitig
wird, bedingt durch die Schrägstellung der Kegelstumpf-Außen
fläche an der Rückseite der inneren Flügel ein Sog erzeugt.
Beides zusammen, erhöhter Druck und Sog, erzeugt ein höheres
Anfahrdrehmoment. 2. Dienen die inneren Flügel der Leistungs
erhöhung im Sturm. Weil die fest angebrachten Flügel aufgrund
ihrer Schränkung ihre beste Leistung im Bereich zwischen Wind
stärke 3 bis 5 nach Beaufort, der am häufigsten auftretenden
Windstärke im hiesigen Raum, entwickeln, würde besonders bei
viel stärkerem Wind eine zu starke Leistungseinbuße eintreten,
infolge eines Druckstaus. Mit Hilfe der Düsen erzeugen die
Hohlflügel einen Sog. Die Luft wird durch die Öffnungen im
Mantel des Kegelstumpfes an dessen Innenseite abgesaugt.
Das kommt unmittelbar dem Antrieb der inneren Flügel zugute,
denn auf der Rückseite dieser Innenflügel wird der Sog be
trächtlich verstärkt. Die außenstehenden Hohlflügel
haben 3fache Funktion: 1. Wie normale Propeller mit dem
Vorteil der leichten Erreichung des Nenndurchmessers. Weil
aber auch diese Flügel keine Drehverstellung um ihre Längs
achse besitzen - der mögliche Leistungsgewinn rechtfertigt
nicht den hohen Konstruktionsaufwand - sind die beiden sich
daraus ergebenden Probleme: Leistungsverlust und Neigung zu
schädlich hoher Drehzahl zu lösen: Die hohlen Flügel haben
an der Flügelspitze eine Düse. Durch die Querschnittverengung
in dieser Düse entsteht ein starker Druckabfall, wodurch
ein Sog erzeugt wird, der die Luft aus dem Hohlflügel und
innerhalb des Kegelstumpfes wegsaugt, wie beschrieben.
Neben der Leistungserhöhung sorgen diese Düsen auch für die
Drehzahlbegrenzung. Ab einer bestimmten Drehzahl (bei diesem
beschriebenen 6-m-Typ sind es ca. 120 U/min, das hängt auch
von der Düsengröße ab) bildet sich vor der Düse ein Luftpolster.
Das begrenzt dann Drehzahl und Leistung. Oberhalb von Wind
stärke 10 kann die Leistung ohnehin nicht mit vertretbarem
Aufwand abgenommen werden, denn die Generatorkapazität müßte
gegenüber der Ausbauwindstärke (3-5) etwa verzehnfacht werden.
Die besondere Ausführung des Drehkranzes ist deshalb wichtig,
weil dadurch der Forderung, eine wartungsfreie Windkraftmaschi
ne anzubieten, entsprochen wird.
Wie schon erwähnt, sind eine große Anzahl von Erfindungen
bereits früher gemacht worden, die die beschriebenen Probleme
lösen sollten. In der Patentschrift 6 82 627 werden Hohl
flügel beschrieben, aus denen die Luft mittels Zentrifugal
kraft herausgeschleudert wird, was mittels innenliegender
Unterteilungen des Flügelendes erleichtert werden soll. Dieser
Luftstrom soll durch einen hohlen Turm gesaugt werden, wo am
Fuß des Turms ein Sauggebläse einen Generator antreibt.
Die Hohlflügel der vorliegenden Anmeldung saugen dagegen aus
dem in einem Ring liegenden Flügelkranz die Luft ab. Die Düsen,
die diese Funktion bewirken bzw. erleichtern, sind Injektor
düsen und bremsen dabei gleichzeitig, ohne Leistung im er
wünschten Bereich zu eliminieren. Die Energie, die dem Luft
strom durch die Verengung der Düse entnommen wird, kann durch
die abgesaugte Luft mittels der innenliegenden Flügel
innerhalb des Kegelstumpfes nutzbar gemacht werden. Zwischen
den zuvor genannten Systemen besteht kein Zusammenhang.
Mit der Lösung, durch Kegelabdeckungen bei Kleinwindanlagen
eine bessere Windausnutzung zu erreichen, beschäftigen sich
nachfolgend beschriebene Schutzansprüche: US 8 33 184 von 1906
zeigt eine Scheibe, auf der auf dem Außenring ein Kranz von
Flügeln befestigt ist. Der Flügelkranz ist nach innen von einem
Kegel, nach außen von einem ringförmigen Mantel umgeben, der
sich nach vorn, in Richtung Kegelspitze, stark erweitert. Es
entsteht dadurch eine trichterförmige Öffnung, durch die der
Wind eingefangen werden und sich verstärken soll. Das tut er
auch - leider auch bei Sturm. Der Wind staut sich in dem Trich
ter und setzt den Wirkungsgrad der Flügel stark herab, weil
er nicht hindurch kann. Diesen Luftstau findet man ebenso bei
US 42 18 175, bei US 21 37 559, bei DE 4 55 854. Bei DE-GM 19 25 200
fehlt zwar der äußere Ring um die Flügel, die aber so dicht
stehen, daß der Wind daran vorbeigeht. Bei FR 9 75 625 stehen
Kegel und Ummantelung still, es dreht sich nur der Flügelkranz.
Dabei wird aber auf eine hervorragende Hilfe verzichtet: Die
Kraft, die aus dem drehenden Kegel samt Ring kommt. In
DE 8 04 090 sind 2 Windräder hintereinandergesetzt, die fest mit
einander verbunden sind. Die hinteren Flügel sind vom Ring aus,
dessen Vorderkante mit der Kegelspitze abschließt, weit in
Richtung Standrohr auf den Kegel geführt, der gleichzeitig
horizontale Achse ist. Die aus dem vorgeschalteten Windrad ab
geführte Luft soll die Flügel des zweiten Windrades senkrecht
beaufschlagen, wodurch die Wirkung erhöht werden soll. Der die
beiden Rotoren umfassende Kegelmantel soll dem Abströmwinkel
des vorgesetzten Rotors entsprechen. Innerer Kegel und äußerer
Ring haben keine Wirkung aufeinander. Insofern ist eine Über
einstimmung mit vorliegender Anmeldung nicht gegeben.
In DE 27 15 729 ist der ringförmige Mantel deutlich zur Peri
pherie gebogen, was einen Sog auf die Flügel verursachen soll.
Das kann nur bei einer sehr geringen Windstärke funktionieren.
Die Strömung erzeugt bei höherer Geschwindigkeit keinen Sog,
sondern reißt ab, weil Leitkanten fehlen. Eine Ähnlichkeit des
Wirkungsprinzips mit vorliegender Anmeldung ist nicht erkennbar.
Alle Angaben über Maße und Funktionsweise für diese Anmeldung
sind an einer 6 m großen Maschine praktisch ermittelt worden.
Literaturhinweis: Grenzschichttheorie S. 128, Windenergie in
praktischer Nutzung, Autor Felix von König, Udo Pfriemer-Verl.
Bernoullische Gleichung S. 10,
Lavaldüse S. 74,
Beeinflussung der Strömung an Flugzeugen S. 434,
Warum ein Flugzeug fliegt S. 686,
Alle Themen in: Wie funktioniert das ? Bibliographisches
Institut; Mannheim/Zürich.
Kleine kegelförmige Windkraftanlage mit aerodynamischer
Drehzahlregulierung und Anlaufhilfe.
Die Bezugszahlen der Zeichnung stimmen mit den Nummern der
Ansprüche überein.
Die Richtungsangabe - vorn - ist an der Maschine die Kegel
spitze.
Die Zeichnung ist nicht genau maßstäblich, weil die Figuren
von Fotos der Versuchsmaschine reproduziert wurden und
deshalb perspektivisch verzerrt sind.
Claims (1)
- Der Gegenstand ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- 1. hinter einem Kegel, dessen Winkel, von der Spitze zur Grund fläche gemessen, etwa 80 Grad beträgt, ein Kegelstumpf ange bracht ist, dessen Grundflächen offen sind;
- 2. der Winkel des Kegelstumpf-Mantels nur etwa halb so groß ist wie der davor angebrachte Kegel, hier etwa 40 Grad;
- 3. die Vorderkante des Kegelstumpf-Mantels mit der davorge setzten Kegelfläche eine Linie bildet, d. h., die Außenfläche des Kegelstumpfes steht nicht wesentlich über die Fortsetzung der Kegelfläche hinaus, noch fällt sie wesentlich zur Mitte ab;
- 4. sowohl der Kegelstumpf als auch der davorgesetzte Kegel zur Grundflächenkante hin Windleitkanten aufweisen, deren Form von der aerodynamischen Form der abströmenden Luftmassen bestimmt ist (siehe Zeichnung Fig. 2);
- 5. die Windleitkante des Kegels zur der vorderen Grundfläche des Kegelstumpfes einen Abstand aufweist, dessen Länge ca. 5 bis 10 Prozent der Seitenlänge des Kegels beträgt. Die Län ge der Windleitkante von der Kegelgrundfläche ab beträgt ca. 10 bis 15 Prozent der Seitenlänge des Kegels. Die Windleit kante des Kegelstumpfes ist etwa halb so lang wie die Leit kante des Kegels;
- 6. der Kegelstumpf zur Aufnahme der inneren Flügel in mehrere Segmente (hier z. B. 6) eingeteilt ist, dargestellt, daß rechtwinklig von der horizontalen Achse in Richtung vordere Außenkante Rohre oder geeignete Profilstreben (hier z. B. 6) angebracht sind. Von der horizontalen Achse zur hinteren Außenkante des Kegelstumpfes werden ebenfalls (hier z. B. 6) der gleichen Rohre oder Profilstreben angebracht und zwar mittig versetzt;
- 7. der Abstand der Segmentabstrebungen auf der horizontalen Achse zwischen vorderer und hinterer Grundflächenkante des Kegelstumpfes im Verhältnis zum durchschnittlichen Radius des Kegelstumpfes etwa 1 zu 6 beträgt;
- 8. die Flügel (hier z. B. 6) innerhalb des Kegelstumpfes aus einem Stück mit einer Schablone entsprechend ausgeschnittenen Dünnblech (hier z. B. 0,65 mm stählernes Karosserieblech) bestehen, das in der Mitte zusammengeklappt und auf die in den Ansprüchen 6 und 7 entsprechend angebrachten Streben mit der geschlossenen Biegekante in Laufrichtung nach vorn befe stigt wird. Die Schränkung und die aerodynamische Form stellt sich durch die Lage der Segmentstreben ohne vorherige Verfor mung selbsttätig ein;
- 9. die hintere Flügelkante der Flügel nach Anspruch 8 etwa 15 bis 20 Prozent der Flügelbreite über die hintere Segment strebe hinausragt, wodurch diese Kante spitz zuläuft und nach Zusammenheften eine aerodynamische Form bekommt ohne besondere vorherige Verformung;
- 10. die äußeren, propellerförmigen Hohlflügel (hier z. B. 3) mit je 1 Trägerrahmen auf dem Kegelstumpf mittels Schrauben an den Knotenpunkten der Segmentstreben aufgesetzt sind, die in der Form dem Kegelstumpf folgen;
- 11. die propellerförmigen Hohlflügel an deren peripheren Ende Injektordüsen aufweisen (s. Zeichnung);
- 12. der Drehkranz aus mindestens 3 gekapselten Kugellagern besteht, deren Achsen rechtwinklig zum Standrohr und horizon tal verlaufen;
- 13. die Lauffläche der Drehkranz-Kugellager aus einer mindestens ca. 5 mm dicken Scheibe widerstandsfähigem, abriebfestem Mate rial, z. B. Stahl oder Kunststoff, aus 2 Hälften besteht und mit jeweils 2 Schrauben bündig horizontal auf der Trägerunter lage befestigt wird. Bei Bedarf kann diese nach langjährigem Gebrauch ohne Demontage der gesamten Maschine ausgewechselt werden;
- 14. die vertikale Hülse des Drehkranzes, als Träger der gesam ten Maschine, zweigeteilt mit vertikalen Trennfugen zusammen schraubbar ausgeführt wird;
- 15. die Maschine vertikal am Standrohr hochgezogen wird, mittels Umlenkrolle im Standrohr-Top und Seilwinde auf dem Achsrahmen, wodurch die Aufstellung ohne Kran auf engstem Raum möglich wird.
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DE4014685A DE4014685A1 (de) | 1988-09-16 | 1990-03-08 | Kleine kegelfoermige windkraftanlage mit fliehkraftgeregelter nasenklappe und staupunktkanaelen am fluegel |
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DE3836325A DE3836325A1 (de) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | Kleine kegelfoermige windkraftanlage mit aerodynamischer drehzahlregulierung und anlaufhilfe |
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DE3836325A Ceased DE3836325A1 (de) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | Kleine kegelfoermige windkraftanlage mit aerodynamischer drehzahlregulierung und anlaufhilfe |
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DE (1) | DE3836325A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19529096A1 (de) * | 1995-08-08 | 1996-03-14 | Alfred Frohnert | Kegelförmige Windkraftanlage mit Grenzschicht-Teilung |
WO2003002872A1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | Freegen Research Ltd. | Ducted wind turbine |
RU2544902C2 (ru) * | 2012-04-02 | 2015-03-20 | Василий Силантьевич Петров | Ветродвигатель |
RU2551444C2 (ru) * | 2013-03-19 | 2015-05-27 | Василий Силантьевич Петров | Ветродвигатель |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3603890A1 (de) * | 1986-02-07 | 1987-08-13 | Alfred Frohnert | Windkraftanlage mit hohlfluegeln |
DE3617186A1 (de) * | 1986-05-22 | 1987-12-10 | Alfred Frohnert | Kegelfoermige windkraftanlage mit hohlfluegeln |
-
1988
- 1988-09-16 DE DE3836325A patent/DE3836325A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3603890A1 (de) * | 1986-02-07 | 1987-08-13 | Alfred Frohnert | Windkraftanlage mit hohlfluegeln |
DE3617186A1 (de) * | 1986-05-22 | 1987-12-10 | Alfred Frohnert | Kegelfoermige windkraftanlage mit hohlfluegeln |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19529096A1 (de) * | 1995-08-08 | 1996-03-14 | Alfred Frohnert | Kegelförmige Windkraftanlage mit Grenzschicht-Teilung |
DE19529096C2 (de) * | 1995-08-08 | 1998-01-22 | Alfred Frohnert | Windkraftanlage mit Grenzschicht-Teilung |
WO2003002872A1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | Freegen Research Ltd. | Ducted wind turbine |
US7018166B2 (en) | 2001-06-28 | 2006-03-28 | Freegen Research Ltd. | Ducted wind turbine |
RU2544902C2 (ru) * | 2012-04-02 | 2015-03-20 | Василий Силантьевич Петров | Ветродвигатель |
RU2551444C2 (ru) * | 2013-03-19 | 2015-05-27 | Василий Силантьевич Петров | Ветродвигатель |
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