Westernmill

Ein interessantes Selbstbauprojekt
 
Benny aus der Mühle
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Westernmill

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Gepostet: 15.02.2023 - 12:26 Uhr  ·  #1
Servus zusammen,
Wie in einem anderen Thema erwähnt arbeite ich momentan an einer Westernmill.
Das soll sie später einmal können:
Stromerzeugung 12 Volt zum Laden von zwei Autobatterien für die Stromversorgung zweier Gewächshäusern, 12 Volt Keramik Heizlüfter Kfz, Bewässerungspumpe für beide Häuser und PC Lüfter zur Luftumwälzung.

Rotordurchmesser beträgt 2,50 Meter
Nabenhöhe 7 Meter Gittermast
18 Blechflügel
Riemenantrieb und Lagerung aus alter Waschmaschine.

Sturmsicherung mit Seitenfahne
Steuerung über Feder, Seilzug und Gewicht.

Die Feder zieht die Steuerfahne in Sturmstellung, das Gewicht am Seilzug zieht die Steuerfahne in Arbeitsstellung, will man die Mühle außer Betrieb nehmen muss nur das Gewicht angehängt werden...

Bilder folgen.

MfG Benny
FamZim
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Re: Westernmill

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Gepostet: 15.02.2023 - 20:14 Uhr  ·  #2
Hallo Benny

Im Duisburger Industriemuseumspark steht oder stand auch eine Westernmill, sehr groß und für eine Archimedesschraube die sehr undicht war.
Bei 12 V hat man schon für die Gleichrichtung ~ 12,5 % Verlust, gehe besser auf eine höhere Betriebsspannung.
Und heizen mit 12 V ist nicht so der Renner, auch wenn es geht, denke mal an die hohen Ströme.

Gruß Aloys.
Carl
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Re: Westernmill

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Gepostet: 19.02.2023 - 08:55 Uhr  ·  #3
Hallo Aloys, was mich noch ein wenig wundert bei der Archimedes Schraube - da Du diese in Deinem Beitrag genannt hast komme ich darauf - diese Erfindung von Archimedes ist wie einige andere aus dem Altertum nicht weiter verfolgt worden schlicht deshalb weil man danach nicht nach weiteren Anwendungsmöglichkeiten suchen musste...

Es ist typisch für den Menschen eine einmal als brauchbar gefundene Lösung als gegeben und nur für einen gegebenen Zweck nutzbar zu sehen. Der Durchschnitts Mensch hört danach auf zu denken und wird zum Gewohnheitstier.

Es gibt doch bereits einige Anwendungen im maritimen Freizeit Bereich mit Schlepp Propellern um damit Strom an Bord zu erzeugen - es ist anscheinend noch niemand auf die Idee gekommen eine kleine (für schnelle Drehzahl) aber dafür längere (für noch mehr Drehmoment) Archimedes Schraube (z.B. aus Kunststoff) anstelle des Propellers zu verwenden.

Was für meine Denkweise interessant dabei ist - die Strömungsgeschwindigkeit im Wasser erreicht selten die der bewegten Luft, auch Schlepppropeller würden Probleme damit haben wenn man diese für oben genannte Einsatzgebiete größer bauen müsste.

Man braucht auch genügend Drehzahl, nicht nur das hohe Drehmoment.

Sicherlich ist die Fließ Geschwindigkeit von Flüssen oder den Gezeiten selten so hoch wie z.B. beim Betrieb eines Schlepp Propellers hinter einem fahrenden Wasserfahrzeug aber bedingt durch die hohe Dichte des Wassers und das damit erreichbare Drehmoment sollte eigentlich schon eine Fließ Geschwindigkeit von 1 m/sec mehr als mit einem Propeller bewirken wenn wie mit einer Archimedes Schraube der Wirkungsbereich in die Tiefe geht und einem Kleinversuch entsprechend die Baugröße eines Modells so gering ist dass damit drehzahlmäßig ein kleiner Generator betrieben werden kann.

Da Du in letzter Zeit öfter über Stellwinkel an Windradrotoren gesprochen hast und damit den eigentlichen Nerv auch bei der Archimedes Schraube getroffen hast - der optimale Stellwinkel bei optimalem Verhältnis von Drehzahl zu Drehmoment bei dieser ist etwa 45° und die Dichte des Wassers etwa 1000 mal so hoch wie die der Luft -

wobei man wohl ähnlich wie im Luftstrom einiges abziehen muss um in freier Strömung zu einem danach noch nutzbaren Beiwert zu kommen.
FamZim
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Re: Westernmill

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Gepostet: 19.02.2023 - 11:31 Uhr  ·  #4
Hallo

Eine Archimedesschraube ist ein absoluter Langsamläufer, ähnlich wie ein Wasserrad.
Dreht Er zu schnell wirt das Wasser nach Aussen geschläudertund spritzt aus der offenen Schale oben raus.
Ist Er geschlossen in einem Rohr liegt es dann an der rohrwandung an, ob es dann noch nach oben geförtert wirt weis ich nicht.
Reicht die Antriebsleistung nicht mehr, fließt das Wasser wieder runter und dreht das System rückwärts.
Hinter einem Boot deckt der erste Kreis schon die dahinter liegenden ab , indem das Wasser nach aussen geleitet und drann vorbei fliest.
Bei Deinen Rotoren sind sie ja auch weit hintereinander, und Windkraftanlagen meist nur seitlich daneben und nicht in einer Reie im Wind.

Gruß Aloys.
Carl
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Re: Westernmill

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Gepostet: 19.02.2023 - 13:04 Uhr  ·  #5
Hallo Aloys, stimmt, bei meinen Kettenwindrotoren sind bei Rotordurchmessern von 30 cm schon Abstände erst von 2 m aufwärts weit genug um aus der Wirbelschleppe der davorstehenden so weit herauszukommen dass da wieder genügend Strömungsenergie vorhanden ist.

Allerdings - ich habe da noch nicht mit so hohen Stellwinkeln wie sie eine Archimedes Schraube hat experimentiert und stelle mir bisher nur vor das abzüglich der Strömung die dort mit Sicherheit aussen herum ausweicht vielleicht noch etwas zu holen wäre.

Das kann dann nur ein Experiment zeigen, man erlebt doch in der Praxis immer wiede Überraschungen die man in der Theorie nicht auf dem Radar hatte.

Die Drehzahl der Archimedes Schraube ist wirklich sehr gering, ob man da ähnlich wie beim Kettenrotor sinnvoll für mehr RPM auf kleine Durchmesser und für das dann fehlende Drehmoment auf Länge bzw. Schraubentiefe gehen kann mag ich ohne es in der Praxis als kleines Modell ausprobiert zu haben nicht vorhersagen.
FamZim
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Re: Westernmill

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Gepostet: 19.02.2023 - 18:57 Uhr  ·  #6
Hallo

Ich meine sie haben sehr geringeSteigungen, etwa 2 bis 3 Windungen auf das Durchmessermaas, sonst läuft das Wasser über die Achse wieder runter, macht es aber nicht sonder bleibt zwischen den Windungen stehen bis es wieder weiter rauf oder runter geht.

Gruß Aloys
Carl
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Re: Westernmill

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Gepostet: 19.02.2023 - 19:48 Uhr  ·  #7
Wenn ich das ausprobieren würde dann mit einer steigung von 45°! Wenn Archimedesschrauben 2-3 Windungen auf das Durchmesser Maß haben müssen dann ist diese Version für den Transport von Wasser auf eine höhere Ebene geeignet nicht aber so gut als Repeller.

Jetzt verstehe ich Deine Bedenken sehr viel besser!

Übrigens wenn Du schon einmal die manchmal 2 m langen lanzenförmigen Blätter des Lampenputzer Schilfes im Wind beobachtet hast - die verwinden sich in der Strömung zu einer länglichen Spirale was einen zu vielerlei weiteren Überlegungen animieren kann. Hat es etwas mit der Corioliskraft zu tun wenn Strömung an und hinter einem Hindernis in Wirbeln abläuft? Die Spiralbewegung am Schilf ist jedenfalls auf unserer Seite der Erdkugel einseitig immer nur in eine Richtung verlaufend, niemals wahllos nach rechts oder links gerichtet. Ob auf der Südhälfte anders herum läßt sich deshalb schon vermuten.
Che
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Re: Westernmill

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Gepostet: 20.02.2023 - 17:53 Uhr  ·  #8
6 Beiträge, seit Benny sich das letzte Mal gemeldet hat. Für wen wird hier eigentlich geschrieben?
wieso
 
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Re: Westernmill

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Gepostet: 21.02.2023 - 16:41 Uhr  ·  #9
Zitat geschrieben von Che

6 Beiträge, seit Benny sich das letzte Mal gemeldet hat. Für wen wird hier eigentlich geschrieben?


Na , auch für Dich mein Sohn O-)
Che
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Re: Westernmill

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Gepostet: 21.02.2023 - 17:38 Uhr  ·  #10
Nun warten wir doch mal ab, ob sich die Modis enlich mal unparteiisch erweisen.

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Benny aus der Mühle
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Re: Westernmill

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Gepostet: 28.02.2023 - 21:54 Uhr  ·  #11
Interessant wie schnell man auf die archimedische schraube kommt...

Naja das System ist ein primitives 12 Volt system das mittels Autoteile arbeitet und ich hierbei auf Verluste keinen Wert lege. Es ist eh nur eine Spielerei. Die westernmill aus ästhetischen Gründen und die 12 Volt Erzeugung ist perfekt dafür da ich einen passenden Generator habe.
Das Grundgerüst ist eigentlich der Langsamläufer von Christian Kuhtz. Aber ich habe ein richtiges Westernrad dran gebaut und den Rahmen aus Eisenschrott zusammen geschweißt.

Innen der Nabenring ist die eiserne Lauffläche eines alten Wagenrades und der Stützring zwischen den 18 Blättern ein Bandeisen an dem die Flügel festgeschweißt sind.

Der Generator ist ein Dauermagnet - Waschmaschinenmotor von Christian Kuhtz.

Eine nette Bastelei
wieso
 
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Re: Westernmill

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Gepostet: 28.02.2023 - 22:15 Uhr  ·  #12
Benny aus der Mühle
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Re: Westernmill

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Gepostet: 28.02.2023 - 22:58 Uhr  ·  #13
Respekt...
Carl
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Re: Westernmill

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Gepostet: 01.03.2023 - 08:28 Uhr  ·  #14
Die Westernmill ist ein Arbeitsgerät welches bei den häufigsten Windbedingungen, also fast täglich Leistung abgibt. Am Häufigsten - das heißt in der amerikanischen
Ranch- und Landwirtschafts Umgebung wo sie ihre größte Verbreitung hatten - war das nicht Sturm oder Starkwind. Also musste ein Windrad her für welches schon in der Vergangenheit Vorbilder ihre Qualität so zeigen konnten dass sie sich durchsetzten.

Das waren die Segelwindräder in Griechenland und Spanien, aber auch die größeren Windmühlen im europäischen Raum die in den vergangenen Jahrhunderten genauso auf viel Fläche zum Wind für die Nutzung bei moderaten Windgeschwindigkeiten gesetzt haben.

Vielleicht hat man sich bei der Westernmill mit ihrer selbst nachführenden Windfahne mit Sturmsicherung von holländischen Windmühlen die noch manuell aus dem Wind gedreht werden mussten inspirieren lassen, jedenfalls ist die Westernmill modernisiert worden und hat seitdem als Kleinwindanlage gezeigt dass es eine ausgereifte Technik ist die noch ein Hufschmied reparieren kann.

Und möglicherweise ist das Konzept der vielen Flügel mit großer Flächenabdeckung die Form mit der auch bei uns in Deutschland die Mehrheit der Standorte wo wir im Schnitt für Hochleistungs Windräder im Mittel zu wenig Windgeschwindigkeiten für eine Rentabilität erwarten können eine der wenigen guten Lösungen.
...
 
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Re: Westernmill

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Gepostet: 01.03.2023 - 22:01 Uhr  ·  #15
Dazu gab es das Projekt MULTIBINE der UNI Stuttgart.

10 hocheffiziente Blätter..
40 %.

Man staunt!
Actros821
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Re: Westernmill

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Gepostet: 27.03.2023 - 12:24 Uhr  ·  #16
Zitat geschrieben von cerco

Dazu gab es das Projekt MULTIBINE der UNI Stuttgart.

10 hocheffiziente Blätter..
40 %.

Man staunt!


Hallo - können Sie da mehr dazu sagen? Ich hab im Internet nichts dazu gefunden.
(Ich hab ebenfalls vor eine Westernmill zu bauen.)
Actros821
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Re: Westernmill

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Gepostet: 17.04.2023 - 15:53 Uhr  ·  #17
Also ich bin mittlerweile fündig geworden - vielleicht interessieren sich ja noch mehr hier im Forum für das Thema Westernmill.
Es war das Forschungsprojekt "OptiBine" von der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt aus dem Jahr 2015.
9 Flügel - 45% Wirkungsgrad wurden ermittelt.
Wie ich finde ein hübsches Windrad-Design.
Che
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Re: Westernmill

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Gepostet: 17.04.2023 - 16:06 Uhr  ·  #18
Hast Du einen Link für uns übrig?

Diese 45%, man kann alles mögliche falsch messen. ;-) Und dann noch, am Generatorausgang oder wo?
wieso
 
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Re: Westernmill

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Gepostet: 17.04.2023 - 17:49 Uhr  ·  #19
Zitat
Wie ich finde ein hübsches Windrad-Design.


find ich auch
Che
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Re: Westernmill

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Gepostet: 17.04.2023 - 17:55 Uhr  ·  #20
Sogar ich.
Hier gehen die 45% evtl. i.O. Hat es mit der ursprünglichen Westernmill ja nicht mehr viel zu tun.
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