DE4414208A1

DE4414208A1 - Low pressure wind power driven gas turbine

Info

Publication number: DE4414208A1
Application number: DE4414208A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Med Schubert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-04-23
Filing date: 1994-04-23
Publication date: 1995-10-26

Abstract

The low-pressure gas turbine for exploitation of wind force has a cylindrical wind energy collector (3,14,5) closed at the rear. The collector acts as the rotor for a wind-power generator and is centred on a horizontal or vertical shaft (1).The wind collector has tangential nozzle-like devices at or in its circumference (5) to direct wind flow to nozzles (6) at the shaft. The collector chamber is divided by wind-directing, thin plates (4). The collector has other devices to optimise wind collection, esp. in its wind pressure chamber.

Description

Die Erfindung betrifft eine Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung.The invention relates to a low pressure gas turbine for the Exploitation of wind power.

Für Niederdruckgasturbinen einfacher Bauart sind Wirkungsgrade bis zu 15% beschrieben. Der große Brockhaus, 18. Auflage, Bd. 4, S. 358. In Modellversuchen vor einem Gebläse erwiesen sich zylindro forme, hinten verschlossene Hohlkörper mit gleichsinnigem tangentialen Düsenschub am Umfang des Windrotors Flügelwindturbi nen gleichen Durchmessers in der Luftströmungsausbeute weit überlegen, DE P 42 07 718.4-15, P 42 21 201.4, P 43 42 745.6.For low-pressure gas turbines of a simple design, there are degrees of efficiency up to 15% described. The great Brockhaus, 18th edition, vol. 4, p. 358. In model tests in front of a blower, zylindro proved Shaped, hollow body closed at the back with the same direction tangential nozzle thrust on the circumference of the wind rotor NEN same diameter in the air flow yield wide consider, DE P 42 07 718.4-15, P 42 21 201.4, P 43 42 745.6.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Steigerung der Windausbeute pro Windkreis/Fläche die zylindroforme mit Windkammern und Schubdüsen ausgestattete Niederdruckgasturbine, die bei solide festem Aufbau nur aus wenigen Bauelementen besteht, zu beschreiben.The invention is based, to increase the task The wind yield per wind circle / area is the cylindrical form with wind chambers and thrusters equipped low pressure gas turbine, which at solid fixed structure consists of only a few components to describe.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen, der Zeichnung und deren Beschreibung zu entnehmen.This task is performed in a generic device by characterizing features of claim 1 solved. The further one Embodiment of the invention is the dependent claims, the drawing and their description.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß breitdimensionierte Flügel am Windrotor, auch Stell winkeländerungen der Rotorblätter für sturmempfindliche Windkraft werke fortfallen. Solche hier auch vor dem Gebläse getesteten Flügelrotoren müssen extensiv als Diffusoren bezeichnet werden. Hingegen handelt es sich bei den von mir vor wenigen Jahren kre ierten und in Modellen getesteten zylindroformen Windrotoren um einen ausgesprochen Windkraft sammelnden Windrotor mit hinterem völligen Verschluß des Kollektorraumes. Vor dem Gebläse erlebten die Prüfer der Modelle einen Leistungssprung. Mit in Fig. 1, 4, 5 dargelegtem Modell ist dieser Kollektor für Windenergiege winnung noch aerodynamischer gestaltet worden in Bezug auf die tangentiale Luftströmungsumlenkung zugleich bei Druckerhöhung in den ziemlich zahlreichen Winddruckkammern (derzeit werden 11 Winddruckkammern bei kreisförmiger Anordnung um die Welle/tragfähige Hohlwelle bevorzugt). Mehr Schwung verbleibt dem Wind zu einer jeden tangential zur Welle zu beaufschlagenden Düse, wenn sich konzentrisch am Boden der zylindroformen Turbine ein Konus auch mit bogiger Oberfläche in Vergrößerung des Raumes des Kollektors befindet (Fig. 3).The advantages achieved by the invention are, in particular, that wide-dimensioned blades on the wind rotor, also changes in the setting angle of the rotor blades for storm-sensitive wind power plants are eliminated. Such vane rotors, which are also tested in front of the blower, must be described extensively as diffusers. On the other hand, the cylinder-shaped wind rotors that I created a few years ago and tested in models are extremely wind-collecting wind rotors with the collector compartment completely closed at the back. In front of the blower, the testers of the models experienced a leap in performance. With the model shown in Fig. 1, 4, 5, this collector for wind power generation has been made even more aerodynamic with respect to the tangential deflection of the air flow at the same time as the pressure in the fairly numerous wind pressure chambers (11 wind pressure chambers with a circular arrangement around the shaft / load-bearing hollow shaft are currently preferred ). The wind has more momentum to each nozzle to be acted on tangentially to the shaft if there is a cone concentrically on the bottom of the cylinder-shaped turbine, also with an arcuate surface, enlarging the space of the collector ( FIG. 3).

Für die radiale Heraussetzung einer jeden tangential zu beauf schlagenden Düse hat der Umfang der Basalplatte der Turbine exzentrsich zur Welle bogig, insgesamt kreissägeförmig zu sein mit darauf flächenhaft und parallel zur Welle nach vorn zu stellenden Umfang, der vorzugsweise aus der Fortführung der ebenfalls parallel zur Welle verlaufenden Platte eines Septums bei tangentialer gleichsinniger Umbiegung herzustellen ist. Bei dieser Bauart wird ein streng radialer hoher Spalt ebenfalls parallel zur Welle im/am Umfang der Turbine für die tangentiale Beaufschlagung durch die Druckluft des Windes installiert; diese kranzförmig im/am Umfang der Turbine vorhandenen Düsen erbringen bei hochgradiger Ausnutzung der Windkraft synergetische Schublei stung im Medium Außenluft, jedoch nicht linear, sondern kreis förmig um die horizontale oder senkrechte Welle eben für die zum Betreiben von Generatoren erforderliche Wellenleistung.For the radial exposure of everyone tangentially beating nozzle has the circumference of the basal plate of the turbine eccentric to the shaft, to be circular saw-shaped overall with it flat and parallel to the shaft towards the front constituting scope, preferably from the continuation of the also a plate of a septum running parallel to the shaft in the case of tangential bending in the same direction. This type of construction also has a strictly radial high gap parallel to the shaft in / on the circumference of the turbine for the tangential Applied by the compressed air of the wind installed; these Provide ring-shaped nozzles in / on the circumference of the turbine with high utilization of wind power synergistic push lead in the outside air medium, but not linear, but circular shaped around the horizontal or vertical wave just for the shaft power required to operate generators.

Solche Niederdruckgasturbinen sind in sich zumindest durch die genannten funktionsgerechten Kammerungen bei auch breiter tragfähi ger Hohlwelle verfestigt. Der vordere Teil der Hohlwelle ist konisch aerodynamisch verschlossen, ohne daß dadurch nennenswert Wind kraft verloren geht. Eine Schutzvorrichtung gegen Sturm könnte darin bestehen, daß vorbereitet flach am Boden der Windkammern befindliche Luftsäcke aus einer Preßluftflasche zum Sturmabwei sen aus einer Preßluftflasche aufgeblasen werden; diese Preßtluft flasche könnte sich beispielsweise im vorderen Teil der Hohlwelle befinden. Leichte feste Materialien, Verbundstoffe auch mit Aramid kommen vor allem für die Herstellung solcher Turbinen, auch Metalle in Betracht. Bei verringertem Durchmesser solcher Windkraftwerke und dennoch hoher zu erwartender Leistung können verschiedene geo graphische Bereiche mit Rotoren, die Niederdruckgasturbinen ver wenden, bestückt werden. Such low pressure gas turbines are at least in themselves mentioned functional compartments with a wide load-bearing capacity ger hollow shaft solidified. The front part of the hollow shaft is conical aerodynamically sealed without any significant wind power is lost. A protection device against storm could consist of being prepared flat on the bottom of the wind chambers Air bags located from a compressed air bottle for storm deflection be inflated from a compressed air bottle; this compressed air bottle could be in the front part of the hollow shaft, for example are located. Light, solid materials, composites also with aramid come mainly for the manufacture of such turbines, including metals into consideration. With a reduced diameter of such wind power plants and still high expected performance different geo graphic areas with rotors that ver low pressure gas turbines turn, be equipped.

Die Düsen am Windrotor mit Kollektor bei gasturbinenartigem Aufbau können an/in einem basalen partiellen Überstand senkrecht zur Welle/Hohlwelle am Rotor herausgerückt sein. Dieser breit mit dem Kollektor in Verbindung stehende Überstand hat eine wenig hohe kastenförmige Gestalt und ist außerhalb des Kollektors nur an der einen Seite, nämlich nach hinten zur Drehrichtung der Turbine für Rückstoß und Wellenleistung offen. Es wird vergleichs weise zur senkrecht im/am Umfang gestellten ebenfalls spaltför migen Düse bei der eben dargelegten Düsenanordnung senkrecht zur Welle der Hebel für die Drehung der Welle länger und und somit die auf die Welle zur Drehung einwirkende Kraft größer. Die senkrecht zur Welle am Windrotor fort geführte Düse ist zudem im Überstand an allen Seiten geschlossen, so daß sich für den Kollektor kein Druckverlust für die Wellenleistung ergeben kann; hingegen pflegt die parallel zur Welle gestellte Düse im/am Umfang oben - gegen den Wind gestellt - offen zu sein (Fig. 5 und 6).The nozzles on the wind rotor with collector in the case of a gas turbine-like construction can be moved out on / in a basal partial projection perpendicular to the shaft / hollow shaft on the rotor. This overhang, which is broadly connected to the collector, has a slightly high box-like shape and is only open outside the collector on one side, namely to the rear to the direction of rotation of the turbine for recoil and shaft power. It becomes comparative to the vertically in / on the circumference also spaltför shaped nozzle in the nozzle arrangement just described perpendicular to the shaft of the lever for the rotation of the shaft longer and thus the force acting on the shaft for rotation larger. The nozzle continued perpendicular to the shaft on the wind rotor is also closed in the projection on all sides, so that there can be no pressure loss for the shaft power for the collector; on the other hand, the nozzle placed parallel to the shaft in the circumference at the top - against the wind - is open ( Fig. 5 and 6).

Besonders der äußere Bereich am Rotor außerhalb des Wind kollektors in Höhe der basalen Grundplatte steht für die Anbringung des auch flügelartig gestalteten Düsenstutzens senkrecht zur Welle aerodynamisch zur Verfügung. Solche mit dem weitaus größeren Druckraum des Kollektors ziemlich breit in Verbindung stehenden synergetischen Düsen - in flügelförmiger Gestaltung mit Stell winkel zugleich installiert - steigern nochmals, ohne bei der Herstellung besonders aufwendig zu sein, die Wellenleistung zur dringlichen Erzeugung möglichst reichlich erneuerbarer Energie.Especially the outer area of the rotor outside of the wind collector at the level of the basal base plate stands for the attachment of the wing-shaped nozzle nozzle perpendicular to Aerodynamically available shaft. Those with the much bigger one Pressure chamber of the collector quite broadly related synergetic nozzles - in wing-shaped design with actu angle installed at the same time - increase again without the Manufacturing to be particularly expensive, the shaft power urgent generation of as much renewable energy as possible.

Es wird somit ein für Windturbinen brauchbarer Hybridflügel vorgestellt, der an der schmaleren hinteren Kante eine mit Wind kräften beaufschlagbare längsgeführte spaltförmige Düse besitzt sowie zugleich den für Windflügel an Windkraftwerken üblichen Stellwinkel.It thus becomes a hybrid wing that can be used for wind turbines presented, the one with wind on the narrower rear edge forces actable longitudinally guided slot-shaped nozzle as well as the usual for wind blades on wind power plants Setting angle.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die Vorderfläche eines aus Stahlblech hergestellten Gas turbinenmodells zylindroform; da im Wind kein Gehäuse vorhanden sein kann, die für Wind undurchlässige hintere Platte 3, den zum Einfangen der Windkräfte wichtigen parallel zur Welle 1/Wind gestellten Um fang des Rotors bzw. der Niederdruckgasturbine 2, in diesem Mo dell 12 radiär und parallel zur Welle 1 angeordnete Septen 4 zur symmetrischen Unterteilung des zylindroformen Kollektorraumes vor der Grundplatte 3 in Winddruckräume 14, die gleichsinnige Umbiegung eines jeden "windschlüpfrig" gewordenen Septums 4 zur Bildung des insgesamt zylindroformen Umfanges 5 des Windrotors 2, zugleich zur Bildung von (in diesem Fall) 12 gleichsinnig, tangential be aufschlagbare Düsen/düsenartige Vorrichtungen 6 im/am Umfang des als Gasturbine ausgebildeten Windrotors 2. Figure 1 shows the front surface of a gas turbine model made of steel sheet cylinder-shaped. Since there can be no housing in the wind, the rear plate 3 , which is impervious to wind, is important for capturing the wind forces parallel to the shaft 1 / wind To start the rotor or the low-pressure gas turbine 2 , in this model 12 radially and parallel to the shaft 1 arranged septa 4 for the symmetrical subdivision of the cylinder-shaped collector space in front of the base plate 3 into wind pressure spaces 14 , the same bending of each septum 4 that has become "slippery" to form the overall cylinder-shaped circumference 5 of the wind rotor 2 , at the same time to form (in this case) 12 In the same direction, tangentially be openable nozzles / nozzle-like devices 6 in / on the circumference of the wind rotor 2 designed as a gas turbine.

Fig. 2 die Rückansicht dieses aus Stahlblech bestehenden Modells mit der planen Rückplatte 3, der breit dimensionierten Hohlwelle 1, den zur Welle 1 exzentrischen und gleichsinnigen Überstand 12 der hinteren verschließenden Platte 3 für die Aufnahme tangential beaufschlagbarer spaltförmiger hoch gegen den Wind gestellter Düsen 6, die sich je bei synergetischer Beaufschlagung im/am Umfang 5 des Windrotors befinden, der kennzeichnenden Merkmale einer Niederdruckgasturbine besitzt. Insgesamt ergibt sich eine kreissäge blattförmige Kontur der Außenkante 12, 6 der verschließenden Turbinenrückplatte 3. Fig. 2 shows the rear view of this made of sheet steel model with the flat rear plate 3, the widely dimensioned hollow shaft 1 to the shaft 1 and eccentric same direction supernatant 12 of the rear closing plate 3 tangentially acted upon for receiving gap-shaped highly placed against the tuyeres 6, which are located in / on the circumference 5 of the wind rotor, which has the characteristic features of a low-pressure gas turbine, depending on the synergistic action. Overall, a circular saw has a sheet-like contour of the outer edge 12, 6 of the closing turbine rear plate 3 .

Fig. 3 den senkrechten Schnitt durch ein Windkraftwerk, welches vorn, gegen den Wind gerichtet, eine Niederdruckgasturbine 2 als Rotor zum Betreiben einer Hohlwelle 1, 1a, 1b und damit eines Generators 7 zur Stromerzeugung/für andere Zwecke besitzt, die feste Verbindung der Hohlwelle 1 mit dem seitlich ausladenden Konus 3, die Rückplatte der Turbine 3a, um Windkräfte zur Druck erhöhung im zylindroformen Raum 14 für die tangentiale Beauf schlagung der hohen spaltförmigen Düsen 6 im/am Umfang 5 aufzu stauen, das großdimensionierte Wellenlager 8, 9 der tragfähigen und das Windkraftwerk stabilisierenden Hohlwelle 1, basal das horizontale Drehgelenk 10 des Windkraftwerkes über seinem Mast 11, das nach hinten sich erstreckende Gestänge 12, welches mitschwenkbar am Wellenlager 8 befestigt ist, die Halterung 12a des Stators 7a des Generators 7 sowie der hinten am Windkraftwerk angeordnete Windfahne 14. Fig. 3 shows the vertical section through a wind power plant, which has a low-pressure gas turbine 2 as a rotor for operating a hollow shaft 1 , 1 a, 1 b and thus a generator 7 for power generation / for other purposes, the fixed connection the hollow shaft 1 with the laterally protruding cone 3 , the back plate of the turbine 3 a, in order to increase wind forces to increase pressure in the cylinder-shaped space 14 for the tangential impingement of the high gap-shaped nozzles 6 in / on the circumference 5 , the large-sized shaft bearings 8 , 9 the stable and the wind power plant stabilizing hollow shaft 1 , basal the horizontal swivel joint 10 of the wind power plant above its mast 11 , the rearwardly extending linkage 12 , which is attached to the shaft bearing 8 so that it can be pivoted, the bracket 12 a of the stator 7 a of the generator 7 and the Wind vane 14 arranged at the rear of the wind power plant.

Fig. 4 den Blick auf die Vorderfläche der Niederdruckgasturbine/ den wirkungsvollen Windrotor 2 analog auch zum Modell der Fig. 1, die Septenführung 4 radial und mit gleichsinnigen Um biegungen der zur Welle 1 parallel geführten Platten 4 für den Umfang 5 mit zudem der dadurch hergestellten hohen spaltförmigen Düse 6, welche Austritts- und zugleich Rückstoßdüse für die Wellen leistung ist, die Druckkammern 14 infolge der Windeinwirkung als Voraussetzung für die tangentiale Beaufschlagung einer jeden gleichsinnig im/am Umfang 5 des Rotors 2 angeordneten Düse 6 und den hierfür erforderlichen bogigen bzw. radiären Überstand 12 der Turbinengrundplatte 3a. Fig. 4 is a view of the front surface of the low-pressure gas turbine / the effective wind rotor 2 analogous to the model of FIG. 1, the septa guide 4 radially and with the same direction To bend the parallel to the shaft 1 plates 4 for the circumference 5 with also the thereby produced high gap-shaped nozzle 6 , which is output and at the same time recoil nozzle for the waves, the pressure chambers 14 due to the wind as a prerequisite for the tangential action of each in the same direction in / on the circumference 5 of the rotor 2 arranged nozzle 6 and the necessary curved or radial projection 12 of the turbine base plate 3 a.

Fig. 5 den Schnitt durch die Hohlwelle 1, 1a, die daran befestigte Wind-Gasturbine mit dem Konus 3, die Turbinengrundplatte 3a, den Konus 1a des vorderen Teils der Hohlwelle 1, die Fortführung dieses Konus 1a auf die Vorderfläche des breit mit der Welle 1 verbundenen Konus 3, das ziemlich hohe Septum 4 für die aerodynamische Lenkung der Winddruckkräfte auf eine jede gleichsinnig im/am Umfang 5 angeordneten hohen spaltförmigen Düse 6, den hierfür erforderlichen radiären Überstand 12 im Bereich des Umfanges 5 der Niederdruckgas turbine, den einfallenden Wind (Pfeile), und das Einfangen von Windkräften zur Druckerhöhung im Kollektor bzw. in den radiär um die Welle 1 gleichsinnig angeordneten Winddruckkammern 14 Fig. 5 shows the section through the hollow shaft 1 , 1 a, the attached wind gas turbine with the cone 3 , the turbine base plate 3 a, the cone 1 a of the front part of the hollow shaft 1 , the continuation of this cone 1 a on the front surface of wide cone 3 connected to the shaft 1 , the rather high septum 4 for the aerodynamic steering of the wind pressure forces onto a high gap-shaped nozzle 6 arranged in the same direction in / on the circumference 5 , the required radial projection 12 in the area of the circumference 5 of the low-pressure gas turbine, the incident wind (arrows), and the catching of wind forces to increase the pressure in the collector or in the wind pressure chambers 14 arranged radially around shaft 1

Fig. 6 eine Gasturbine 2 für die Windkraftausnutzung nun jedoch mit gleichsinnigen Düsen 6, welche radial zur Welle 1 als deutliche Strömungseinengung angeordnet und für die Wellenleistung als Rückstoßdüsen zu bezeichnen sind, den bisher schon beschriebenen Kollektor 14, die Septierung des Windsammlers 14, so daß radial um die Welle/Hohlwelle 1 Winddruckkammern 14 mit zumindest einem Gefälle zur Düse 6 durch den Konus 3 entstehen, die zur Welle 1 symmetrische und gleichartigen Überstände 12 am Umfang 5 der Wind turbine 2, die gleichsinnige Umlenkung der Winddruckkräfte in die radial zum Umfang 5 herausgeschobenen kastenförmigen nur hinten (in Drehrichtung) durch die Düse 6 offenen Überstände 12, welche hinten von der Turbinengrundplatte 3a getragen werden. Fig. 6 is a gas turbine 2 for wind power utilization, however, with the same direction nozzles 6 , which are arranged radially to the shaft 1 as a significant flow restriction and for the shaft power to be referred to as recoil nozzles, the previously described collector 14 , the septation of the wind collector 14 , so that Radially around the shaft / hollow shaft 1, wind pressure chambers 14 with at least one slope to the nozzle 6 are formed by the cone 3 , which overhangs 12 are symmetrical and similar to the shaft 1 on the circumference 5 of the wind turbine 2 , and deflect the wind pressure forces in the same direction into the radial to the circumference 5 pushed out box-shaped projections 12 which are only open at the rear (in the direction of rotation) through the nozzle 6 and which are carried at the rear by the turbine base plate 3 a.

Fig. 7 den Längsschnitt durch die Welle 1/1a sowie die einen Sammler 14 und Düsen 6 besitzenden Windrotor 2, den Konus 3 mit der Windluftströmungs-Hinlenkung auf die gleichsinnig je tangential zu beaufschlagenden Düse 6, den eintreffenden Wind (Pfeile), den Umfang 5 des Kollektors 14, seine Grundplatte 3a, den ver gleichsweise flachen kastenförmigen Überstand 12 außen/hinten am Umfang 5 des Windrotors 2, die nur an einer Schmalseite des kastenförmi gen Überstandes 12 für tangentiale Beaufschlagung und gleichsinnig für Rückstoß und Wellenleistung geeignete Düse/Düsen 6. Fig. 7 shows the longitudinal section through the shaft 1/1 a and the wind rotor 2 having a collector 14 and nozzles 6 , the cone 3 with the wind air flow deflection to the nozzle 6 to be acted upon in the same direction tangentially, the incoming wind (arrows) Scope 5 of the collector 14 , its base plate 3 a, the comparatively flat box-shaped projection 12 outside / behind on the circumference 5 of the wind rotor 2 , which is only on a narrow side of the box-shaped projection 12 for tangential exposure and in the same direction nozzle suitable for recoil and wave power / Nozzles 6 .

Fig. 8 die Rückansicht des Windrotors 2 mit der zentrierten Hohlwelle die radial zur Welle 1 angeordneten Überstande 12, welche der basalen Platte 3a zugehören, die feste Verbindung der Grundplatte 3a mit der Hohlwelle 1 für die Übertragung der Wellenleistung auf den Generator 7, die gleichsinnig in/an jedem Überstand 12 für tangentiale Beaufschlagung gleichsinnig und für Wellenleistung geeignete Düse/Düsen 6 (Pfeile), die kreisförmige z. T. unterbrochene Außenkante 5 der hinteren Grundplatte 3a des Windrotors 2, wobei sich parallel zur Welle 1 diese Außenkante 5 nach vorn in den Umfang 5 des einen Windkraftsammler 14 sowie Düsen 6 besitzenden Rotors fortsetzt. Fig. 8 is a rear view of the wind rotor 2 with the centered hollow shaft the radially arranged to the shaft 1 supernatants 12, the basal plate 3 a to belong to, the fixed connection of the base plate 3 a with the hollow shaft 1 for the transmission of the shaft power to the generator 7, the in the same direction in / on each projection 12 for tangential exposure in the same direction and suitable for wave power nozzle / nozzles 6 (arrows), the circular z. T. interrupted outer edge 5 of the rear base plate 3 a of the wind rotor 2 , parallel to the shaft 1, this outer edge 5 continues forward into the circumference 5 of the rotor having a wind power collector 14 and nozzles 6 .

Fig. 9 den Querschnitt durch eine am Rotor 2 mit Windkraftkollektor 14 tangential beaufschlagbare Düse 6, welche im Bereich der hin teren Rotorgrundplatte 3a aerodynamisch und darüber hinaus im Sinne eines Hybridwindrotors flügelartig mit bekanntem Stellwinkel zur Verstärkung der Wellenleistung außen am Umfang 5 des leistungs fähigen Windrotors installiert wurde. Fig. 9 shows the cross section through a nozzle 6 which can be loaded tangentially on the rotor 2 with a wind power collector 14 , which aerodynamically in the area of the rotor base plate 3 a and aerodynamically and also in the sense of a hybrid wind rotor with a known setting angle for amplifying the shaft power outside on the circumference 5 of the power Wind rotor was installed.

Claims

1. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zylindrischer, hinten verschlossener Kollektor (3, 14, 5) zur Sammlung der Windenergie vorhanden ist,
daß der Kollektor (3, 14, 5) der Niederdruckgasturbine als Rotor eines Windkraftwerkes zentriert an einer horizontalen oder verti kalen Welle/Hohlwelle (1) befestigt ist,
daß sich im/am Umfang (5) des zylindroformen Windkollektors (3, 14, 5) zur Welle (1) radial herausgerückte tangential beauf schlagbare Düsen (6) düsenartige Vorrichtungen als Strömungsein engungen mit Rückstoß zur Wellenleistung befinden,
daß der zylindroformen Kollektorraum (3, 14, 5, 6) des Rotors (2) möglichst symmetrisch um die Welle (1) und zugleich parallel dazu durch auch windschlüpfrig gebogene dünne Platten/Septen (4) gleichsinnig in Bezug auf je eine Düse (1) mehrfach unterteilt ist,
daß im Inneren des Kollektors (3, 5, 6, 4, 14) bzw. in den Winddruck kammern (14) um die Welle (1) ein Konus (3), andere Vorrichtungen zur optimierten Abdrängung/Weiterleitung der Windkräfte auf die zugehörigen gleichsinnig am Umfang (5) angeordneten Düsen (6) zur tangentialen Beaufschlagung vorhanden sind.1. Low pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that
that there is a cylindrical collector ( 3 , 14 , 5 ) closed at the back for collecting the wind energy,
that the collector ( 3 , 14 , 5 ) of the low-pressure gas turbine as the rotor of a wind power station is centered on a horizontal or vertical shaft / hollow shaft ( 1 ),
that in / on the periphery ( 5 ) of the cylinder-shaped wind collector ( 3 , 14 , 5 ) to the shaft ( 1 ) radially displaced tangentially pressurized nozzles ( 6 ) are nozzle-like devices as flow constrictions with recoil to the shaft power,
that the cylinder-shaped collector space ( 3 , 14 , 5 , 6 ) of the rotor ( 2 ) is as symmetrical as possible around the shaft ( 1 ) and at the same time parallel to it by thinly curved slabs / septa ( 4 ) in the same direction with respect to one nozzle ( 1 ) is divided several times,
that inside the collector ( 3 , 5 , 6 , 4 , 14 ) or in the wind pressure chambers ( 14 ) around the shaft ( 1 ) a cone ( 3 ), other devices for optimized displacement / transmission of the wind forces to the associated in the same direction nozzles ( 6 ) arranged on the circumference ( 5 ) for tangential action are present.

2. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) mit zylindrischem Kollektor (3, 14, 5) Winddruckkammern (14) und tangential beaufschlagbaren Düsen (6) eine breite nicht korrodierende zentrierte Hohlwelle (1) besitzt.2. Low-pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that the rotor ( 2 ) with a cylindrical collector ( 3 , 14 , 5 ) wind pressure chambers ( 14 ) and tangential nozzles ( 6 ) has a wide non-corrosive centered hollow shaft ( 1 ).

3. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß diese Hohlwelle (1) oder eine solche Achse (1) vorn einen windabweisenden (windschlüpfrigen) Konus (1a) besitzt.3. Low-pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that this hollow shaft ( 1 ) or such an axis ( 1 ) has a wind-resistant (wind-slippery) cone ( 1 a) at the front.

4. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß diese breitdimensionierte vorn konische Welle (1) fest mit dem Rotor (2), dem Kollektor (3, 14, 5, 6) der Niederdruck gasturbine verbunden, gleichsam ein integrierter Bestandteil des Rotors (2) ist. 4. Low-pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that this wide-dimensioned front conical shaft ( 1 ) fixed to the rotor ( 2 ), the collector ( 3 , 14 , 5 , 6 ) of the low-pressure gas turbine, as it were an integral part of the rotor ( 2 ) is.

5. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß die radiär um die Welle (1) angeordneten Wind druckkammern (14) außer dem basalen Konus (3) auch noch weitere "Stellwinkel" besitzen beispielsweise an der Fläche des Septums (4), welches sich gegenüber der zugehörigen tangential beaufschlagbaren Düse (6) befindet.5. Low-pressure gas turbine for the use of wind power, characterized in that the wind pressure chambers ( 14 ) arranged radially around the shaft ( 1 ), in addition to the basal cone ( 3 ), also have further “setting angles”, for example on the surface of the septum (4), which is located opposite the associated tangential nozzle ( 6 ).

6. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß der Windrotor (2) bzw. die Wind-Gasturbine (2) einschließlich der breitdimensionierten Welle/Hohlwelle (1) aus dauerhaftem, festen Material, auch verschiedener Art besteht.6. Low-pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that the wind rotor ( 2 ) or the wind gas turbine ( 2 ) including the wide-dimensioned shaft / hollow shaft ( 1 ) consists of durable, solid material, also of various types.

7. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß der Rotor (2) mit Windkollektor (3, 5, 14, 6) aus Holz, Kunststoff, Verbundstoff mit sehr zerreißfesten Fasern wie Aramid, Aluminium, rostfreiem Stahlblech, Schaumstoff u. a. auch zur Herstellung des Konus (3) besteht.7. Low pressure gas turbine for the use of wind power, characterized in that the rotor ( 2 ) with wind collector ( 3 , 5 , 14 , 6 ) made of wood, plastic, composite with very tear-resistant fibers such as aramid, aluminum, stainless steel sheet, foam and others Production of the cone ( 3 ) consists.

8. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß Schutzvorrichtungen gegen Sturm im/am Wind rotor (2) Kollektor (3, 14, 5, 6, 4) zur Minderung der Einwirkung des Windes vorhanden/vorbereitet sind.8. Low-pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that protective devices against storm in / on the wind rotor ( 2 ) collector ( 3 , 14 , 5 , 6 , 4 ) are present / prepared to reduce the effects of the wind.

9. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß zumindest Teile der Platten für den Umfang (5) am Kollektor (3, 12, 14, 6) nach außen klappbar sind.9. Low pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that at least parts of the plates for the circumference ( 5 ) on the collector ( 3 , 12 , 14 , 6 ) can be folded outwards.

10. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß durch eine Preßluftflasche im Inneren des vorderen Teils der Hohlwelle (1) am Boden der Winddruckkammern (14) befindliche, aerodynamisch befestigte Luftsäcke aufgeblasen werden können.10. Low pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that aerodynamically fastened air bags can be inflated by a compressed air bottle inside the front part of the hollow shaft ( 1 ) at the bottom of the wind pressure chambers ( 14 ).

11. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß die Hinterfläche (3a, 12) des Rotors (2) zum Abweisen von Sturm in Leestellung flach halbkugelförmig ge staltet ist.11. Low-pressure gas turbine for wind power exploitation, characterized in that the rear surface ( 3 a, 12 ) of the rotor ( 2 ) for deflecting storm in empty position is flat hemispherical shape.

12. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß die breit dimensionierte Hohlwelle (1) zudem/ zugleich für das Windkraftwerk Vorteile bietet für die Lagerung am Mast (8, 10, 11), für die Möglichkeit der Bremsung der Turbine (2), die Stabilisation des Windkraftwerkes im Wind, die relativ gleichmäßige Kraftübertragung auf den hinten aber Welle (1) ange koppelten Generator (7) und die Justierung des Windkraftwerkes im Wind bei zugrundliegender V-Form zumindest der inneren Teile des Kollektors (3, 1a, 1). 12. Low-pressure gas turbine for the use of wind power, characterized in that the wide-dimensioned hollow shaft ( 1 ) also / at the same time for the wind power plant offers advantages for mounting on the mast ( 8 , 10 , 11 ), for the possibility of braking the turbine ( 2 ) , the stabilization of the wind power plant in the wind, the relatively uniform power transmission to the rear shaft ( 1 ) coupled generator ( 7 ) and the adjustment of the wind power plant in the wind with the underlying V-shape at least of the inner parts of the collector ( 3 , 1 a, 1 ).

13. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch gekennzeichnet, daß außen am Kollektor (2), insbesondere an/im Bereich der Basalplatte (3a) verschieden geformte und einen verschiedenen Winkel zur Welle (1) aufweisende Düsen (6) bei gleichsinniger Anordnung zur Wellenleistung vorhanden/befestigt sind.13. Low-pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that the outside of the collector ( 2 ), in particular on / in the region of the basal plate ( 3 a) differently shaped and a different angle to the shaft ( 1 ) having nozzles ( 6 ) in the same direction to the shaft power are present / attached.

14. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß solche außen am Kollektor (14) herausgestellte gleichsinnige Düsen für tangentiale Beaufschlagung flügel artige Gestalt haben und sich im Inneren dieser "Flügel" die Leitungsbahnen für Fluid bzw. Druckluft des Windes befinden.14. Low-pressure gas turbine for wind power exploitation, characterized in that such exposed outside of the collector ( 14 ) in the same direction nozzles for tangential exposure have wing-like shape and the conduits for fluid or compressed air of the wind are located inside this "wing".

15. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß die dem Wind zugewandte Fläche des "Flügels", welcher zugleich die der Funktion nach wichtigere Düse (6) ent hält, einen herkömmlichen Stellwinkel für Zusatzantrieb des Rotors gleichsinnig mit dem Düsenantrieb (14, 4, 3, 12) für Wellenleistung besitzen.15. Low-pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that the wind-facing surface of the "wing", which at the same time contains the function which is more important according to the nozzle ( 6 ) ent, a conventional setting angle for the additional drive of the rotor in the same direction as the nozzle drive ( 14 , 4 , 3 , 12 ) for shaft power.

16. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß Düsenstutzen (12, 3a, 14, 6) in einem Stück aus Kunststoff oder Metall gegossen und außen am zylindroformen Windkraftkollektor (14, 4, 3) bei vergleichsweise geringen Durch messer zur Flügelwindrotoren installiert/befestigt werden.16. Low-pressure gas turbine for the use of wind power, characterized in that nozzle nozzles ( 12 , 3 a, 14 , 6 ) are cast in one piece from plastic or metal and on the outside of the cylinder-shaped wind power collector ( 14 , 4 , 3 ) with a comparatively small diameter for the wing wind rotors be installed / attached.

17. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch gekennzeichnet, daß für Windrotoren, auch Hybridwindrotoren dieser Art bei größerer Spannweite die breit dimensionierte Hohlwelle (1, 1a) über den vorderen Teil des Rotors (2) hinaus verlängert ist.17. Low-pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that for wind rotors, also hybrid wind rotors of this type with a larger span, the wide-dimensioned hollow shaft ( 1 , 1 a) is extended beyond the front part of the rotor ( 2 ).

18. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch gekennzeichnet, daß die nach vorn verlängerte Hohlwelle (1, 1a) verschiedenen Zwecken , insbesondere aber der Absicherung des Windkraftwerkes gegen Sturm dienen kann sowie der Verspannung seitlicher Teile bzw. des Umfanges (5) des Windrotors (2), in dessen Bereich sich zugleich auch außen die Düsenstutzen (12, 14, 6). z. T. flügelförmig befinden.18. Low-pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that the hollow shaft ( 1 , 1 a), which is extended to the front, can serve various purposes, in particular, however, to protect the wind power plant against storm and to brace lateral parts or the circumference ( 5 ) of the wind rotor ( 2 ), in the area of which there are also the nozzle connections ( 12 , 14 , 6 ). e.g. T. are wing-shaped.

19. Niederdruckgasturbine für die Windkraftausnutzung, dadurch ge kennzeichnet, daß die breite Hohlwelle (1) fast reibungslos in einem entsprechend großdimensioniertem Magnetlager sich zur Fortleitung der Wellenleistung zum Generator (7) bzw. zur Justierung und Stabilisation des Windkraftwerkes (2, 3, 3a, 5, 12, 6, 14, 8, 9, 10, 11, 1b, 12, 14) befindet.19. Low-pressure gas turbine for wind power utilization, characterized in that the wide hollow shaft ( 1 ) almost smoothly in a correspondingly large-sized magnetic bearing for the transmission of the shaft power to the generator ( 7 ) or for adjustment and stabilization of the wind power plant ( 2 , 3 , 3 a , 5 , 12 , 6 , 14 , 8 , 9 , 10 , 11 , 1 b, 12 , 14 ) is located.