Turbine mit einem Polygonringflügel

Die Herausforderung

Ein Speichenrad mit einer druckbeanspruchten Felge und zugbeanspruchten Speichen ist eine sehr effektive Leichtbaukonstruktion und lässt sich in unterschiedlichen Größen mit Durchmessern von einem Meter bis zu mehreren hundert Metern herstellen. Durch die vorwiegende Normalkraftbeanspruchung aller Teile ist ein Speichenrad eine paradigmatische Leichtbaukonstruktion. Kann das Speichenrad als Windturbine ausgebildet werden?

Die Erfindung

Die RES-Turbine mit einem Wellenrad weist folgende Merkmale auf:

Der äußere Druckring ist in eine gerade Anzahl von Segmenten unterteilt.

Die Segmente werden von Flügelprofilen gebildet, die jeweils mit ihrer Flügelnase zur Strömung ausgerichtet sind.

Jedes Segment besteht aus einer konvexen und einer konkaven Hälfte.

Innerhalb eines Segments wechselt die Sogseite von der Außenseite zur Innenseite des Druckrings.

Vorgespannte Speichen verbinden den Druckring mit einer Nabe, die den Generator aufnimmt.

Der Auftrieb erzeugt ein Drehmoment an der horizontalen Rotationsachse der Turbine.

Die Vorteile

Leicht herzustellende Windturbine
Eleganter und effektiver Rotorlauf
Konsequente Leichtbaukonstruktion
Das ringförmige Rotorblatt hat einen maximalen Hebelarm zur Rotationsachse
Hohes Drehmoment an der Rotationsachse

Die Anwendungen

Kleine Windturbine für eine lokale Stromerzeugung
Mittelgroße Windturbine für eine siedlungsnahe Stromerzeugung
Große Windturbine für den Offshore-Einsatz