Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

Ich weiß nicht wie man das Fertigungstechnisch einfach lösen kann, aber ich bin mir sicher weitere Spanten über den Flügel verteilt würden nochmals meßbare Mehrleistung bringen. Gerade bei der Winderzeugung per Ventilator, weil da sehr viel Radialkomponente im Wind sein dürfte.

Ich möchte behaupten, das neben der Vermeidung der normalen Flügelrandverluste auch die Ausnutzung der Radialkomponente der Windgeschwindigkeit (oder überhaupt jeder Strömung die nicht parallel zum Boden verläuft) zur Effizienzsteigerung durch die Endkappen beiträgt.

Ich glaube Carl hatte das irgendwo vermutet, ich finde das Logisch.

@ radixdelta: Was Du da sagst, ist sehr einleuchtend und deckt sich auch mit einigen meiner Beobachtungen. Am besten man findet es mal im Messversuch heraus. @ Uli: Wenn Du die bestrichene Flaeche des Savonius aus der Windrichtung gesehen betrachtest, dann musst Du glauben, dass die Seite, die sich gegen die Windrichtung dreht, keinen vortriebsmaessigen Nutzen haben kann. Das ist aber eine Taeuschung, weil das offene mit der Stroemung mitlaufende Blatt von dem gegenlaeufigen teilweise als Einleitflaeche - wie beim durchstroemten Fluegel - profitiert. Zu einem guten Teil kann dieses gegenlaeufige Blatt naemlich eine solche Einleitflaeche aufweisen, die wohl mit der Windrichtung verlaeuft obwohl es sich gegen den Wind zu drehen scheint. Das ist, weil die Blaetter beim Savonius konzentrisch zur Drehachse hin angeordnet sind. So gesehen sind etwa 2/3 der bestrichenen Flaeche des Savoniusrotors im positiven Sinn aktiv und arbeiten. Ich habe oft gehoert, der Savonius-Rotor sei ein Widerstandslaeufer (ich will keine Namen nennen). Wenn ein Savonius eine Schnelllaufzahl von ueber 1,6 haben kann, wie greift dann diese Logik des Widerstandlauefers? Savonius muesste doch auch ein Auftriebslaeufer sein, oder er kann vielleicht noch eigens mit einer speziellen Wirkungsbezeichnung definiert werden. Da koennte moeglicherweise irgendetwas mit der Einschaetzung der 50%igen Wirksamkeit im Umlauf noch einmal hinterfragt werden. Meine Einschaetzung war bis vor wenigen Jahren noch identisch mit ebendieser, inzwischen traue ich dem Savonius allerdings allerhand Ueberraschungen zu. Schau mal bei Wikipedia in den Artikel: Savonius-Rotor. Interessant ist auch der Artikel: Sigurd Savonius, sehr interessant sogar, wenn man erfaehrt, dass Savonius seinen Rotor nicht erfunden hat, um ein Windkraftwerk damit zu bauen. Carl

Hallo,

Bernd ich finde es toll das du deinen teststand so gut hinbekommen hast. Auch decken sich deine bisherigen resultate mit meinen ergebnissen die ich mit provisorischeren mitteln gemacht hatte.

Wenn du die flügelendkappen noch etwas größer als das flügelprofil von oben gesehen machst, also rundherum überstehen lässt, wird sich noch einmal eine kleine verbesserung einstellen, war jedenfalls bei meinen versuchen so.

Auch hätte ich zwei kleine vorschläge die du wenn du möchtest mal probieren könntest. Ist noch von damals als idee übrig geblieben als ich mit diesem flügelprofil "experimentiert" hatte. Wurde nur leider nicht mehr weiter von mir umgesetzt.
Hier mal zwei kleine skizzen um es anschaulicher zu machen, sind alles draufsichten:

Ich dachte mir damals noch einen zweiten kleineren vorflügel vor den großen zu setzen. Würde so vermute ich das anlaufverhalten noch etwas verbessern und die aerodynamik bestimmt auch deutlich.
Oder diese version um wenigstens die aerodynamik zu verbessern. Kommt ja annäherungsweise einem NACA profil entgegen.

Ist bestimmt mit wenig aufwand zu realisieren und an deine fertigen flügel zu montieren um es direckt zu vergleichen.

Gruß
Stefan

Stefan, das wurde aber auch mal Zeit das du dich hier auch mit einbringst !!
Immerhin hast du ja dieses schöne Windrad mit den drei durchströmten Flügeln gebaut, von dem ich mir die Tragarmhalterung
abgeguckt habe.

Vielleicht kannst du uns ein bisschen davon erzählen, welche Erfahrungen du bislang damit machen konntest ?

Stefan derzeit verwende ich einen Vorflügel der nicht halbkreisförmig ist, sondern schon so ein bisschen "stromlinienförmig".
Ich vermute das du das mit dem direkt aufgesetzten kleineren Rohrabschnitt auch erreichen wolltest.?
Oder bist du der Meinung, das es so besser wäre, weil innerhalb des Vorflügels dann eine kreisrunde Form erhalten bliebe,
was bei mir ja nicht der Fall ist.
Bild 1 mit "Vorflügel vor Vorflügel" könnte man sich auch mal testen.

Derzeit mangelt es mir an Ideen für Rohrmaterial aus den man Vorflügel sägen könnte.
HTPP Toilettenrohr ist wenig geeignet weil es sich nur sehr mässig bearbeiten lässt, das schmilzt z.B. beim Sägen.
Installationsrohre hab ich nur bis 32mm gefunden.
Am besten gefilen mir noch Dachrinnen aus Kunststoff.

@Radixdelta
Ich glaube was du meinst zu verstehen.
Du schlägst vor weitere Spannten, formähnlich meinen schwarzen Abschlusskappen, auf dem Flügel zu verteilen damit
sich der Wind besser auf dem Flügel hält bzw. überhaupt erst dort fängt.

Das Flügelprofil nach Ed Lenz hat auch meist solche weiteren Spannten.
Überhaupt hat unser Rotorblatt schon eine gewisse optische Ähnlichkeit mit den Blättern nach Ed Lenz.

@bernd: vielen dank für die messungen!
was mich stark interessieren würde ist wie sich verschieden lange flügel verhalten (mit länge meine ich die ausdehnung auf der kreisbahn)
das wird sich ja sehr stark auf die schnellaufzahl auswirken...


gruss

peter

Hallo Bernd,

danke für deine Ergebnisse. Das bedeutet, dass 2 Flügel ein Muss und 3 Flügel das Optimum sind. Der Leistungssprung vom 1- zum 2-Flügler ist gewaltig und war so nicht zu erwarten. Eine noch höhere Flügelzahl als 3 wird kaum noch Verbesserung bringen und rechtfertigt nicht den Aufwand. Ich hoffe, dass meine Messungen das auch bestätigen.

Ich habe mir in Auswertung der bisherigen Ergebnisse noch mal Gedanken zum möglichen Wirkprinzip des durchströmten Flügels gemacht.

Bei Anströmung direkt von hinten arbeitet er als reiner Widerstandsläufer. Da scheint ein gerades Profil eventuell vorteilhafter zu sein, da ein gekrümmtes die Windströmung nicht direkt in den Vorflügel leitet, sondern diesen teilweise versperrt.

Bei Anströmung schräg von hinten arbeitet er auch als Widerstandsläufer. Hier wirken die Profile wie Leitbleche und es findet, wie du schon angemerkt hattest, eine Durchströmung statt, wodurch eine zusätzliche Kraft auf der von der Strömung abgewandten Seite erzeugt wird.

Wann arbeitet der Flügel als Auftriebsläufer? Ich denke hauptsächlich bei Schräganströmung von vorne. Da ein Auftrieb nur an gekrümmten Flächen oder Profilen erfolgt, muss etwas mit dem Flügel geschehen. Der Vorflügel bildet die Spitze des Profils . An den Vorflügelkanten bilden sich durch den Strömungsabriss Wirbel, die sich in diesem Fall nicht negativ, sondern positiv auswirken. Sie füllen den Raum zwischen Vorflügelkante und Profil auf und lassen den Flügel zum Profil werden. Ähnliches ist mir aus dem Schiffbau bekannt. Um z.B. die Abströmung am Heck zu verbessern, werden einfache Bleche angebracht, an der sich Wirbel bilden, die den Raum zwischen Kante und Schiffsboden ausfüllen und wie eine Strömungsleitfläche wirken lassen.
Wenn es so wie von mir angenommen sein sollte, müsste ein Vorflügel mit der Form eines Profilvorderteiles, ähnlich deiner Dachrinne, der bessere sein. Ein runder Vorflügel hätte eventuell Vorteile durch die größere Innenfläche als Widerstandsschaufel bzw. bei der Durchströmung.

Die Profilbildung könnte auch bei der Anströmung direkt von vorne entstehen und dadurch den Widerstand gering halten.

Kompliziert ist es, glaube ich, bei der direkten senkrechten Anströmung. Hier scheint sowohl der Widerstand als auch noch der Auftrieb wirksam zu werden. Die Windströmung trifft senkrecht auf den Flügel und strömt nach allen Seiten ab. Ein Teil strömt zum Vorflügel und durchströmt ihn und erzeugt Vortrieb. Es könnten sich auch hier Wirbel im Bereich des Eintrittes in den Vorflügel bilden, die den Flügel zum Profil werden lassen und einen Auftrieb, zwar geringer als bei der Schräganströmung, erzeugen.

Die Schließung des Vorflügels und Flügelendkappen ist erforderlich, da sonst ein beachtlicher Teil der widerstandserzeugenden Kraft verloren geht. Der Savonius wird aus diesem Grund auch mit Scheiben abgedeckt bzw. die Schaufeln des durchströmten Savonius geschlossen.

Gruß Uli

Ich habe erst spaet am Abend Zeit gehabt, hier nachzuschauen und es hat sich sehr viel getan bei Euch in der Zwischenzeit. Ich will zuerst mal versuchen, auf Stefans Vorfluegelformen einzugehen. Von dem, was man nicht auch ausprobiert, kann man nicht mit absoluter Gewissheit sagen, wie es sich verhalten wird und wie es reagiert. Ich selber habe oft Ideen gehabt und diese, nachdem ich sie umgesetzt hatte, wieder verwerfen muessen. Von tausend Versuchen ist nicht immer auch nur einer halbwegs erfolgreich. Momentan haben wir ja eine Gluecksstraehne, was die moeglichen und schon erzielte Erkenntnisse - unter anderem mit ausgefeilten Messmethoden und fachmaennische Bearbeitung erreicht durch Bernd - betrifft. Auch alle anderen ziehen - jeder wie er kann - am gleichen Strick und die Ergebnisse bisher koennen sich wirklich sehen lassen! Viele Fachleute, die ihr Leben lang lernen und vieles schon von der Pike auf studiert haben, koennen manchmal unendliche Versuchsreihen durchfuehren, ohne je im Leben das Glueck zu haben, etwas Aussergewoehnliches zu finden. Andere spielen ohne einen Funken Fachkenntniss herum und finden vielleicht wie Dagobert das grosse Los. Mir ging das ja so, viel mehr als Glueck war das nicht mit der Erfindung der einfachsten Variante unseres durchstroemten Fluegels. Ich kann Euch ja erzaehlen, wie das Ganze passiert ist, das lockert vielleicht die strenge freiwillige Disziplin, der sich so mancher hier unterzieht etwas auf: Man muss auch mal ein Paeuschen machen! Also, so war es! Vor nun etwa 20 Jahren interessierte ich mich nebenbei auch fuer die Argumente der damaligen Energiewirtschaft, weil, obwohl meine Grundeinstellung der umweltfreundlichen und das Leben und Gesundheit achtenden Technik und Lebensweise zugehoert, andererseits auch das Verstaendniss fuer oekonomische Beduerfnisse und Abhaengigkeiten da war und auch immer noch ist. So sehr man sich eine Abschaltung der Atomkraftwerke und Vermeidung von Umweltschaeden, die durch Kohle und Mineraloel entstehen wuenscht, haette eine sofortige Abschaltung ja moeglicherweise immer auch andere ernst zu nehmende Folgen und Nebenwirkungen, nicht nur den unschaetzbaren Gewinn, den Natur und Leben auf der Erde dabei erzielen koennen. Der Zufall wollte es, dass ich eine Info-Monatszeitschrift der RWE ins Haus bekam, in der ein H-Rotor der Firma Heidelberg-Motors beschrieben wurde, der nach einem halben Jahr der Erprobung in der Antarktis, wo er ( dann abgebremst) Windgeschwindigkeiten von 250kmh ueberstehen musste, abschliessend beurteilt wurde. 20 Jahre ist das her. Das fuer damalige Technik Tolle daran war auch die Loesung, mit Hilfe eines Ringgenerators die Reibungsverluste, die normalerweise durch ein fuer ausreichende Drehzahlen notwendiges Uebersetzungsgetriebe entstehen, zu vermeiden. Beim Ringgenerator fiel dieses ja ganz weg! Damals schon warnten Wissenschaftler vor moeglichen Folgen wie Klimaerwaermung etc. so dass sich fuer mich mit dem Artikel zum Heidelberg-H-Rotor ein kleiner Hoffnungsschimmer hin zu einer besseren Zukunft auftat. Da wurde etwas gemacht und nicht nur geredet! Damals hatte ich keine grossen Moeglichkeiten, selber etwas in Bewegung zu setzen, aber von dem Heidelberg-H-Rotor, der nach seinem Versuchslauf in der Antarktis vom germanischen Lloyd das Zertifikat der Arktistauglichkeit zugesprochen bekam, wollte ich mir ein Miniaturmodell fuer meine Bude, um es auf den Tisch oder auf den Schrank zu stellen und mich daran zu erfreuen, bauen. Werkzeug hatte ich eine Kneifzange, eine alte Schere, etwas Draht und das Konservenblech einer Kaffedose. Ein Hammer und ein paar Naegel waren auch dabei. Also ganz so, wie bei dem einen oder anderen unter Euch hier auch. Damit nun einen H-Rotor mit aerodynamischen Fluegeln zu bauen, wenn auch nur als halbwegs im Leerlauf funktionierendes Modell im Kleinformat, eigentlich undenkbar! Fuer die Fluegel konnte ich nur in sehr primitiv annaehernder Weise die aerodynamische Form abkupfern, indem ich vorsichtig vom Konservenblech eine wannenfoermige Vorderkante eines Fluegels formte, in dieser halbrunden Form wollte ich mit Draht ein weiteres gerades Stueck Blech festmachen, direkt am Vorderblech innen in der Wanne ohne den Schlitz, den wir ja inzwischen vom durchstroemten Fluegel kennen. So stellte ich mir vor, muesste der Fluegel mehr schlecht als recht ein klein wenig Vortrieb erzielen, ausreichend fuer den Betrieb als Hobbyminiaturmodell, ohne andere Leistung als den Leerlauf an sich. Als ich nun diese beiden fast ganz so wie bei unserem durchstroemten Fluegel geformten Blechstuecke lose in der Hand spielerisch gegeneinander verschob, stellte sich mir die beim Draufblick auf dieses improvisierte Profil die Frage, just in dem Moment, als sich beim Oeffnen eines Spaltes zwischen den beiden Teilen ein sichtbarer von einer Fluegelseite zur anderen verlaufender Luftkanal bildete, was wohl geschehen wuerde, wenn der Wind von hinten auf dieses so zusammengestellte Gebilde in dieser offenen Konstellation und Form einwirken wuerde. Ich erwartete eigentlich wenig, vielleicht eine minimale Verbesserung des Vortriebes bei Wind von hinten, aber nicht das Ergebniss, welches sich mir nach Fertigstellung dieser rudimentaeren Konstruktion aufzeigte. Ihr habt es ja inzwischen in etwa auch erlebt, also - mein Erstaunen war kaum in Worte zu fassen. Das Ding, so stuemperisch es auch gebaut war, lief und lief, bei wenig Wind schon, und mit soviel Kraft dahinter! Der Rest ist schnell erzaehlt: Ich bildete mir sofort ein, ein grosser Glueckspilz zu sein und machte mir Gedanken darueber, moeglichst als Erster die Sache zum Patentamt zu bringen. Das tat ich dann auch, verbrauchte von der Anmeldung bis zum erteilten Patent zwei Patentanwaelte, musste fuer eine Unsumme von Gebuehren und Honorarzahlungen aufkommen, musste auch eine spezielle Ausdrucksweise und buerokratische Formen erlernen, um alle Formulare korrekt ausfuellen zu koennen und alles ins Amtsdeutsch zu uebersetzen, wartete 7 1/2 Jahre, bis man mir das Patent endlich erteilte, bezahlte insgesamt 13 Jahre lang die sich jaehrlich fast verdoppelnden Jahresgebuehren an das Patentamt und bin ansonsten von unserem Rotor Jahr fuer Jahr mit unermuedlicher Arbeit im Wind belohnt worden und erlebe jetzt zu guter Letzt den grossen Erfolg, zuerst schon etwas bei Wikipedia und nun auch bei Euch zu sehen, dass andere auch von diesem Spass angesteckt werden koennen. Das ist, wie ich inzwischen weiss, mehr wert, als alle anderen Illusionen, die ich mir einmal in andere Richtungen gemacht habe. Jetzt ist die Erfindung in unser aller Hand, sie ist frei, und jeder kann damit machen, was er will. Dass wir jetzt etwas wirklich Gutes damit machen und dass daraus etwas Nuetzliches fuer alle werden kann, sieht man schon. Ich erlebe, wie sich auch fuer mich ein Traum erfuellt, wenn auch auf ganz andere Weise, als ich es mir urspruenglich vorgestellt hatte. Carl

falls jemand webspace braucht um fotos zu veröffentlichen:
Forum/phpBB2/viewtopic.php?t=1960&start=10

ich biete für's forum 100 megs webspace an!
(wenn's denn sein muss auch etwas mehr ,-))

gruss

siegi

@ Uli

Meinst du jetzt weniger Leistung als ohne Endkappen ?
Nunja das ist ja auch ein reiner Auftriebsläufer bei dem sich die Luft nicht irgendwo stauen soll sondern
immer schön um das Profil fliessen soll ohne Strömungsabriss.
Vielleicht haben deine Kappen die Flügelrandverluste vergrössert oder die Strömungsverhältnisse negativ beinflusst.

Die Fotos habe ich auf meinen Webspace hochgeladen. Ich bin ja auch Betreiber einer Internetseite, da habe ich 10GB Space.
Aber viele User mit DSL-Zugang haben durch ihren eigenen Provider auch Webspace ohne es zu wissen oder können ihn dort anmieten.
Empfehlen kann ich meinen Webspaceprovider (der bringt mich nicht ins Internet, bei dem hab ich "nur" 3 Domains und 10GB Space)
Dort geht es glaube ich ab 1,95 Euro/Monat los incl. Domain und 1GB Space, was vollauf reichen sollte.
Ihr könnt ja selber mal gucken
http://www.all-inkl.com/index….42d84d870b

Die Bilder werden vom heimischen Rechner in ein Verzeichnis der eigenen Domain hochgeladen,
das ist so einfach wie Dateien auf dem eigenen Rechner zu kopieren.
Den zugehörigen Link trägt man dann hier im Forum ein, indem man zweimal auf "IMG" klickt und genau
in der Mitte den Bildlink einfügt. Das ist wirklich sehr einfach.

@Carl
Vielen Dank für deine ausführliche Beschreibung wie es Dir mit deiner Erfindung ergangen ist.
Wir werden nun sicher alle unser Bestes geben, um aus deiner Erfindung das bestmögliche heraus zu holen.
Meiner Schaffenskraft darfst du Dir schonmal sicher sein
Musst du nach Freigabe des Patentes eigentlich immer noch Gebühren zahlen ?