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Einrichtung zur Anwendung der Windenergie, insbesondere zur Heizung
von Flüssigkeiten Priorität: Französische Patentanmeldung Nr. 74 40324 v. 16.10.74
und 1. Zusatzanmeldung vom 24. 9. 1975 Nr. 75.29987 Die Erfindung betrifft eine
Anordnung zur Anwendung der Windenergie, insbesondere zur Heizung von Flüssigkeiten.
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Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet
der Heizungen, insbesondere der Flussigkeitsheizungen für häusliche Zwecke.
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In Gebäuden und insbesondere in Bauten für Wohn- oder Berufszwecke
(Miethäuser, Villen, Büros, Werkstätten, Sporthallen usw.) verwendet man eine Flüssigkeit,
am häufigsten Wasser, entweder um eine Zentralheizung zu versorgen oder für die
Bedürfnisse der Hausfrauen.
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Der am häufigsten angewendete Heizungstyp ist die Zentralheizung mit
Zirkulation des warmen Wassers von einem Wasservorrat oder einem Heizkessel, der
mit einer Energiequelle, wie beispielsweise Elektrizität, Gas, Öl, Kohle, betrieben
wird, wobei der Preis der Energiequelle ständig ansteigt und die Gefahr besteht,
daß diese Energien in den nächsten Jahren fehlen.
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Das gesuchte Ziel der Erfindung ist es, eine (nach Amortisation des
materiellen Einsatzes) kostenlose Energie zu verwenden, um warmes Wasser oder andere
Flüssigkeiten zu liefern. Hierzu wird eine vereinfachte Einrichtung zur elektrischen
Heizung vorgesehen, welche nur oder vorzugsweise in Ergänzung mit einer herkömmlichen
Einrichtung arbeitet, ohne irgendein Pufferelement, weder in Verbindung mit dem
normalen Elektrizitätsnetz noch in wesentlichen Abwandlungen der herkömmlichen Einrichtungen.
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Es ist bekannt, daß diese unabhängige oder zusätzliche Energie entweder
von der Sonne, den Wasserläufen oder durch die Windkraft kostenlos oder quasi kostenlos
geliefert werden kann.
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Um diese Energie verwenden zu können, muß sie im Hinblick auf ihre
eigentümlichen Eigenschaften, nämlich Intensität, Dauer, Bequemlichkeit der Ausnutzung,
Regelmäßigkeit usw., eingefangen werden.
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Von den drei verschiedenen Energiequellen scheint es, daß die Windenergie
am
leichtesten und wirtschaftlichsten eingesetzt werden kann, um kostenlose oder nahezu
kostenlose Wärmeenergien zu erzeugen.
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Um diese Energie einzufangen, werden herkömmliche Windkrafträder verwendet,
welche an den windigsten Stellen eines gegebenen Bereiches aufgestellt werden, wobei
die Windenergie entweder in mechanische Kraft, beispielsweise zum Pumpen von Wasser,
oder in elektrische Kraft zur Heizung einer Flüssigkeit umgewandelt wird.
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Da die erzeugte Energie von der Windkraft abhängt, ist sie sehr veränderlich.
Sie muß daher gespeichert werden, wenn ein regelmäßiger Verbrauch angestrebt wird.
Diese Speicherung in einem Pufferelement (Batterien oder Akkumulatoren) oder durch
Verbindung mit dem normalen Elektrizitätsnetz ist sehr schwierig durchzuführen und
sehr teuer, da entsprechend der behördlichen Normen (Verkettung mit dem Stromnetz)
eine sehr genau eingestellte elektrische Spannung erhalten oder der Verschleiß der
Pufferelemente (Batterien oder Akkumulatoren) einkalkuliert werden muß.
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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Nachteile
der bekannten Einrichtungen zu vermeiden.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Einrichtung zur Anwendung
der Windenergie zur Heizung, insbesondere zur Heizung von Flüssigkeiten, vorgeschlagen,
welche dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens eine Einrichtung zum Einfangen
der Windenergie von der Art eines Windrodes eingesetzt wird, welche die Windenergie
unmittelbar
in Wärmeenergie durch Zwischenschalten eines elektrischen Generators oder einer
ähnlichen Einrichtung umwandelt der mit einem oder mehreren Widerständen verbunden
ist1 die in den Heizkreis einer herkömmlichen Anlage oder in einen unabhängigen
Kreis derart eingeführt sind1 daß bei ausreichendem Wind zur Versorgung des Generators
unmittelbar kostenlose oder nahezu kostenlose Wärmekalorien erhalten werden0 Diese
und andere Eigenschaften ergeben sich aus der folgenden BeschreibungO Anhand der
Zeichnungen soll am Beispiel von bevorzugten Ausführungsformen der Gegenstand der
Erfindung näher erläutert werden0 In den Zeichnungen zeigen die Fig0 1 22 3 10t
11 und 12 die hauptsachlichsten Typen von Windkrafträdernt die mit einem elektrischen
Generator verbunden sind0 Fig0 4 zeigt schematisch ein Windkraftrad der in Fig.
3 dargestellten Art, welches auf dem Dach eines Gebäudes angeordnet ist0 Fig0 5
zeigt ein Schema, welches eine Einrichtung gemäß der Erfindung darstellt, die an
eine Zentralheizungsanlage mit Wasserumlauf angefügt ist0 Fig0 6 zeigt ein Schema2
welches eine Einrichtung gemäß der Erfindung darstellte die mit einem elektrischen
Warmwasserspeicher verbunden ist0
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch
eine Ausführungsform des Windrades gemäß der Erfindung.
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Die Fig. 8 und 9 zeigen Schnitte entsprechend den Linien 8-8 und 9-9
von Fig. 7.
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Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Windrades gemaß einer
anderen Ausfuhrungsform.
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Fig. 14 zeigt einen Schnitt des Flügels.
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Fig. 15 zeigt in vergrößertem Maßstab die Befestigung des Mastes am
Boden.
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Fig. 16 zeigt im Schnitt die Anordnung des Windrades.
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Fig. 17 zeigt den Zusammenbau eines Flügels mit seiner Halbwelle zur
Aufhangung.
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Fig. 18 zeigt einen Querschnitt der Befestigung der Gesamtanordnung
des Flügelgenerators am Mast.
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Fig. 19 zeigt in perspektivischer Ansicht die Anordnung des tiußeren
Endes der Halbwelle zur Aufhangung in ihrer Verbindung am drehbaren Arm des FlUgeltrdgers.
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Fig. 20 zeigt einen Querschnitt entsprechend der Linie 10-10 von Fig.
16, welche die Verbindung zwischen den Halbwellen und dem Arm zeigt.
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Die Fig. 21, 22, 23, 24, 25 und 26 zeigen Längs- und Querschnitte,
welche die Ausrichtung der Flügel entsprechend ihrer Geschwindigkeit und ihres Verbindungspunktes
zwischen der Halbwelle und dem Arm darstellen.
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Gemäß der Erfindung soll eine einfache und wenig kostspielige Einrichtung
geschaffen werden, die praktisch keine Unterhaltung erfordert, sehr zuverlässig
ist und ein gutes Aussehen besitzt, d.h.
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eine Einrichtung zum Einfangen der Windenergie (Windrad), wobei das
Windrad oder eine ähnliche Einrichtung in einem Gebäude integriert sein kann.
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Diese Einrichtung kann die einzige Einrichtung sein, welche ein Gebäude
mit Wärmeenergie versorgt, wobei auch ihr ergänzender Einsatz bei einer vorhandenen
herkömmlichen Anlage ohne irgendein Pufferelement zur Verbindung mit dem Stromnetz
vorgesehen ist. Die Einrichtung gemaß der Erfindung enthält eine Vorrichtung zum
Einfangen des Windes in der Art eines Windrades, welches auf dem zu versorgenden
Gebäude oder in der Nachbarschaft an einer geeigneten Stelle aufgestellt werden
kann. In der Praxis kann zugelassen werden, daß bei Anwendung auf dem Lande die
Nachforschung nach einer windigen Stelle die Stellung des Windrades bestimmt, während
bei der städtischen Anwendung aus GrUnden der Raumenge und der Umgebung das Windrad
auf dem zu versorgenden Gebäude angeordnet wird, denn es ist bekannt, daß ein Gebäude
oder ein Wohnhaus einen stärkeren Luftstrom erzeugt, als der Wind allein in einer
gewissen Höhe über und dem Gebäude (wie in Fig. 4 gezeigt, wo ein Gebäude A/ein
Windrad B in Höhe des Luftstromes C dargestellt sind).
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In jedem Fall wird die Nachforschung nach der besten Stelle mittels
eines
Windmessers durchgeführt.
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Es sind mehrere Typen von Windrädern bekanntgeworden. Das bekannteste
ist das Windrad mit der horizontalen oder schrägen Achse (Fig. 1 und 2). Bei diesem
Windradtyp werden eine Schraube D oder Propellerbldt ter mit einer großen Spannweite
eingesetzt, um eine ausreichende Kopplung auf die Achse E zu erhalten, was voraussetzt,
daß diese Achse genügend hoch angeordnet und mit einer großen Windfahne F versehen
ist, um die Schraubenfläche im Wind zu halten. Dies erfordert ein festes, voluminöses
und daher kostspieliges und unschönes Gestell G.
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Wenn man außerdem den Generator H mit der Welle bei dem Aufbau (Fig.
1) oder in einem Behälter anordnet, muß ein Getriebewinkel J vorgesehen werden,
der einen Energieverlust bedingt. Wenn der Generator hinter der Schraube (Fig. 2)
angeordnet ist, muß das Gestell sicher befestigt und der Generator geschützt werden,
was eine Vergrößerung der Installationskosten nach sich zieht.
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Dieser Typ von Windkraftrad kann nur effektiv mit guter Wirtschaftlichkeit
in Einrichtungen auf dem Lande eingesetzt werden. Wenn man die heutigen Richtungen
des Geschmackes und der Einfachheit, insbesondere im Hinblick auf städtische Anlagen
und auf Villen, berücksichtigt, sollte das gewählte Windrad unaufföllig sein, wodurch
ein Windrad mit einer vertikalen Achse, wie es in den Fig. 3, 7, 8, 9, 10, 11 und
12 dargestellt ist, vorgezogen werden sollte.
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Dieser Windradtyp, dessen Wirtschaftlichkeit ein bißchen geringer
ist, bietet den Vorteil, leicht anpaßbar zu sein (leichtes Gestell, niedrigerer
Raumbedarf usw.). Das Windrad gemaß den Fig. 7, 8 und 9
besteht
im wesentlichen aus einer senkrechten Achse 1, welche die Propell-erblätter 2 trägt,
die in einem kreisrunden Gehäuse 3 eingeschlossen sind, das oben eine Windfahne
4 aufweist, wobei das Ganze durch eine leichte Armierung 5 getragen wird.
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Es ist selbstverständlich, daß die Abmessungen des Windrades, d.h.
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die Abmessungen, die Formen und die Anzahl der Luftradflügel,entsprechend
den gesuchten Erfordernissen bestimmt werden. In den Fig. 7, 8 und 9 ist ein Windrod
dargestellt, welches vier senkrecht mit der Achse 1 verbundene Windflügel 2 aufweist,
wobei das kreisrunde Gehäuse eine seitliche Öffnung 3a aufweist, welche mit einem
feinem Schutzgitter versehen werden kann, das den Eintritt des Windes V durch automatische
Ausrichtung des Gehäuses ermöglicht, welches frei drehbar auf der Achse 1 in Richtung
des Windes durch Vermittlung einer in vorteilhafter Weise auf der Oberseite des
Gehäuses profilierten Windfahne 4 angeordnet ist.
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Der in das Gehäuse eindringende Wind stößt senkrecht auf einen Windflügel,
wodurch seine Umdrehung erzeugt wird. Der zweite Windflügel liegt dann dem Wind
gegenüber und dreht sich um seinen Umkreis usw.
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Um Luftwirbel nahe der Öffnung 3a zu vermeiden, ist eine Ausströmöffnung
3b, beispielsweise mit einem Leitblech 6 versehen, vor dieser Öffnung angeordnet.
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Unter der wiederholten Wirkung der Windkraft auf die Windflügel dreht
sich die Achse entsprechend der Windkraft mehr oder weniger schnell und kann so
unmittelbar einen Generator 7 antreiben, welcher am Ende der Welle entweder innerhalb
des Gebäudes (Fig. 3) oder, wie gestrichelt in Fig. 3 dargestellt ist, außerhalb
angeordnet und gegen Witterungseinflüsse geschützt ist.
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Der Generator ist vorzugsweise eine Wechselstrommaschine von der Art,
wie sie in Kraftfahrzeugen verwendet wird, die folgende Vorteile bietet: Der elektrische
Strom ist in einem weiten Geschwindigkeitsbereich der Umdrehung genügend stabil
und kann unmittelbar in Widerständen mit festen Eigenschaften ohne Lärm selbst bei
großer Geschwindigkeit, ohne Unterhaltung und bei wenig erhöhtem Gestehungspreis
angewendet werden.
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In Fig. 5 ist eine erste Anwendungsart der Windenergie dargestellt.
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Die Figur zeigt ein Windrad 8 mit einer senkrechten Achse, welche
unmittelbar mit dem Generator 7 verbunden ist, der elektrisch mit einem Widerstand
9 verbunden ist, der in einen kleinen zusätzlichen Reserverbehälter 10 eintaucht,
der in einem Heizkreis einer Zentralwarmwasserheizung an einer beliebigen Stelle
zwischen dem Heizkessel 11 und den Radiatoren 12 angeordnet ist.
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Es sind verschiedene Abwandlungen bei einer bestehenden Einrichtung
dieser Art möglich.
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Der Heizkessel ist im allgemeinen mit einem Thermostat 13 versehen,
der zum Ausschalten des Stromes bei einer gewissen Umgebungstemperatur eingestellt
werden kann. Es genügt dann, den zusötzlichen Kreis mit einem weiteren Thermostat
14 zu versehen, der bei einer Temperatur oberhalb derjenigen des Thermostats 13
eingestellt ist. Beim Antrieb des Generators durch den Wind erwärmt der Widerstand
9 das Wasser des Hauptkreises entweder in Ergänzung der durch den Heizkessel zugefuhrten
Wärmemengen oder allein.
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Funktionsbeispiel: Der Thermostat 13 des Heizkessels schaltet die
0 Heizung bei 18 C ab. Der Thermostat 14 des zusätzlichen Kreises 0 schaltet den
Widerstand 9 bei 20 C ab.
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Erster Fall: Es ist kein Wind vorhanden,oder der Wind ist nicht ausreichend,
um den Generator in Umdrehung zu versetzen. Die Heizung arbeitet normal mit Hilfe
des Thermostaten 13. Die Temperatur ist bei 180 C. Der Heizkessel arbeitet alle
fünf Minuten eine Minute lang.
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Zweiter Fall: Es ist Wind vorhanden, und das Windrad liefert durch
Vermittlung des Generators elektrische Energie. In diesem Fall existieren drei Funktionsmöglichkeiten.
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0 a) Es ist genügend Wind vorhanden, um eine Temperatur von 20 C
aufrechtzuerhalten. In diesem Fall werden alle Wärmemengen durch den Widerstand
9 geliefert, und es tritt kein Verbrauch im Heizkesse-l auf.
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0 b) Der Wind ermöglicht nicht,eine Temperatur von 20 C aufrechtzuerhalten.
Der Thermostat 14 schaltet den Strom nicht ab, und der Widerstand 9 liefert eine
gewisse Anzahl von Wärmekalorien.
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Wenn die Temperatur unter 180 C fällt, schaltet sich der Heiz-0 kessel
ein und hält an, sobald die Temperatur 18 C Ubersteigt.
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Wenn keine Wärmekalorien durch den Widerstand 9 hinzugefügt werden,
arbeitet der Heizkessel alle fünf Minuten eine Minute lang, wie zuvor erwahnt. Jedoch
ermöglichen die hinzugefügten Wärmemengen eine langsamere Abkühlung des Wasserkreises,und
in diesem Fall arbeitet der Heizkessel nur alle tehn, fünfzehn oder dreißig Minuten
eine Minute lang, wobei die Wirtschaftlichkeit mehr oder weniger bedeutend ist.
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c) Der Wind ist unregelmäßig, das heißt daß die zusätzlichen Wurmekalorien
nicht zu bestimmten Augenblicken geliefert werden.
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Die Wirtschaftlichkeit der Verbrennung ist eine Funktion der Periodizität
des Windes.
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Es ist festzustellen, daß eine allein arbeitende Einrichtung der genannten
Art, d.h. eine Einrichtung ohne herkömmliche Heizung,in gewissen Fällen angewendet
werden kann, wie z.B. bei leichter und kostenloser Heizung eines zweiten Wohnsitzes
während der kalten Jahreszeit, zur Heizung eines Schwimmbades usw.
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Eine zweite Anwendungsart ist in Fig. 6 dargestellt, aus der sich
ein Windrad 8 ergibt, welches seine Energie auf einen Generator 7 durch Vermittlung
einer Untersetzung 15 überträgt. Der Generator ist elektrisch mit einem Widerstand
16 verbunden, der in einen Behälter oder in einen Warmwasserkessel 17 für die häusliche
Anwendung eintaucht, der mit einem Widerstand 18 und einem Thermostat 19 versehen
ist.
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Wie zuvor genügt es, den zusätzlichen Widerstand 16 mit einem weiteren
Thermostat 20 zu verbinden, der auf eine Temperatur oberhalb derjenigen des Thermostaten
19 eingestellt ist, um gemäß den Arbeitsbedingungen des Generators konstant oder
periodisch kostenlose Wärmekalorien ohne Änderungen der Arbeitsweise des normalen
Kreises zu erhalten.
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Gemäß der Ausführungsform der Figuren 10, 11 und 12 ist das Windrad
mit einer vertikalen Achse 21 direkt mit dem Generator 7 verbunden, jedoch trägt
das äußere obere Ende der Achse schraubenförmige
Flügel 22 in
beliebiger Anzahl, die von einem kreisförmigen Gehäuse 23 umgeben sind, welches
drehbar auf der Achse befestigt ist. Auf dieser Achse ist eine offene Kappe 24 angeordnet,
welche die horizontal eintretende Luft im wesentlichen senkrecht auf die Flügel
leitet. Eine mit der Kappe verbundene Windfahne 25 ermöglicht die Ausrichtung des
Lufteintritts. Ein vorderes Ablenkblech 26 ermöglicht das Entweichen der Luft durch
eine oder mehrere im Gehäuse vorgesehene Öffnungen.
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Diese Ausfuhrungsform bietet eine bessere Ertragsfähigkeit als die
Form mit geraden Flügeln und dem senkrecht auf diese Flügel stoßenden Wind. Auch
erhält sie durch ihre Kappe in Form einer Kuppel ein ästhetisches Aussehen.
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Andere Anwendungen können im Rahmen der Erfindung leicht verwirklicht
werden. So können mehrere Windräder mit einem einzigen Generator verbunden werden,
wobei dieser Generator die elektrische Energie für mehrere Widerstände liefern kann.
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Das in den Fig. 13 bis 26 dargestellte Windrad weist einen beispielsweise
durch ein Rohr gebildeten Mast 27 auf, welcher am Boden demontierbar mit Laschen
28 befestigt ist, die mit einer am Boden verankerten Grundplatte 29 verbunden sind.
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Das untere äußere Ende des Mastes ist bei 30 mit Laschen 31 oder einem
mit der Platte 29 verbundenen Gabelbügel verbunden (Fig. 15).
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Verspannungen, die mit einem Ring 33 oder dergleichen mit dem Mast
in einer geeigneten Höhe verbunden sind, gewährleisten die Stellung des Mastes gegenüber
den an seiner Spitze wirkenden Kräften (Fig. 13).
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Am unteren Teil nimmt der Mast im Innern eine Hülse 34 auf, welche
an dem Mast durch Lagerflächen 34a, 34b gleitet. Die Lagerfläche 34b weist eine
Schulter auf, um sich am äußeren Ende des Mastes abzustützen. Die Wälzlager 35 an
den beiden äußeren Enden der Hülse gewährleisten die freie Umdrehung der Achse 36,
deren äußeres oberes Ende einen Gabelbügel 37 trägt, der aus einem Boden 37a und
zwei parallelen senkrechten Laschen 37b besteht. An der Spitze des Gabelbügels sind
auf einer Achse 38 mit Lagerbuchsen 39 Platten 40 verbunden, die sich parallel zu
den Laschen des Gabelbügels erstrecken, deren äußeres unteres Ende mit einem horizontalen
Rohr 41 verbunden ist, das sich zu beiden Seiten des Gabelbügels erstreckt und eine
Waage bildet.
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Das Rohr 41 wird von einer Welle 42 durchquert, die sich in dem genannten
Rohr mittels an den äußeren Enden angeordneten Wälzlagern 43 umdreht.
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An der einen Seite des Rohres 41 ist eine Stütze oder ein Schlitten
44 angeordnet, der einen elektrischen Generator vom Typ einer Wechselstrommaschine
45 aufnimmt, die mit einem Kraftuntersetzer 46 zusammenarbeitet, der mit der Welle
42 durch eine elastische Kupplung 47 verbunden ist.
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Am anderen Ende des Rohres 41 durchquert die Welle 42 senkrecht einen
Arm in seiner Mitte und ist winkelmäßig durch Schweißen oder dergl.
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dort befestigt.
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Der Arm 48 ist eine Röhre, an deren äußeren Enden Hülsen 49 eingeschraubt
und festgelegt sind, welche von Halbwellen 50 durchquert werden, welche die HUlsen
Uberstehen und mit Achsen 51 an den mit den
Platten 53 verbundenen
Anschlägen verbunden sind. Diese Platten nehmen das äußere Ende der Flügel 54 auf,
welche in Sandwichart zwischen den Platten 53 und den Abdeckplatten 55 mittels Schrauben
56, Nuten oder dergl. befestigt sind. (Fig. 17) Die Halbwellen 50 durchqueren den
Arm 48 und liegen mit ihrem abgesetzten äußeren Ende 50a der Welle 42 gegenüber.
Das äußere Ende 50a weist diametral und entgegengesetzt zwei profilierte Nuten 50b
auf (Fig. 19 insbesondere), in welche Rollen 57 eingreifen, die frei drehbar an
Achsen oder Klötzen 58 angeordnet sind, welche in den Öffnungen 48a des Armes befestigt
sind (Fig. 20). Eine Schraubenfeder 62 ist zwischen der Schulter 50a und den Hülsen
49 eingesetzt.
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Die Halbwellen 50 drehen sich in den Hülsen 49 auf Lagern 59, wobei
Balge 60 aus einem weichen Material den Zwischenraum zwischen dem äußeren Ende der
Hülsen 49 und dem hinteren äußeren Ende der Ansatzstücke 52 abdichten.
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Es ist festzustellen, daß die Unterstützungsstelle des Rohres 11 entsprechend
dem Gewicht der zwei an den äußeren Enden des Rohres 41 gelegenen Anordnungen, d.h.
einesteils der Anordnung: Wechselstrommaschine, Untersetzer, Kupplung und Schlitten,
und andernteils der Anordnung: Arm, Hülsen, Ansatzstücke, Lager, bestimmt wird.
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In der Praxis ist der Schwingungspunkt geringfügig nöher der elektrischen
Gruppe als der sich drehenden Gruppe gelegen. Zur genauen Einstellung der Anordnung
sind auf dem Rohr 41 verschiebbare Ringe 61 oder Läufer angeordnet (in Fig. 13 gestrichelt
dargestellt). Die Flügel haben ein Querschnittsprofil in Art eines Flugzeugpropellers,
wobei der Angriffsrand 54a die Seite ist, wo der Wind weht. Außerdem ist die Befestigung
an der Platte 53 leicht in bezug auf die Achse der Halbwellen 50 verschoben, um
die Umdrehungsrichtung durch die Wirkung des Windes an der
Seite
des Angriffsrandes zu beeinflussen und den Einsatz der Flügel zu fördern. Selbstverständlich
sind die Breite und Länge des Flügels so gewählt, um ein Maximum der Windaufnahme
zu ermöglichen. Die Flügel können aus mit Glasfaser armiertem Kunststoff bestehen.
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Ein so hergestelltes Windrad arbeitet in folgender Weise: Der Wind
stößt gegen die Flügel entsprechend dem Pfeil f (Fig. 13), d.h. von hinten, denn
das Profil der Flügel und ihre Befestigung am Ausleger in bezug auf den Schwingungspunkt
ermöglichen die automatische Ausrichtung der Anordnung, die durch Umdrehung um den
Mast unterstützt wird (Pfeil fl von Fig. 13), wodurch die Windfahnen in Fortfall
geraten können. In diesem Augenblick bilden die Flügel 0 einen Winkelm von ungefahr
30 bis 35 in bezug auf die Welle 42 (Fig. 21 und 22), und die Verbindungsrollen
57 zwischen den Halbwellen 50 und dem Arm 48 sind in dem Teil 50c der Nut 50b der
Halbwellen gelagert.
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Die Flügel nehmen unter der Wirkung des Windes an Geschwindigkeit
zu, und die Zentrifugalkraft, die am Gewicht der Anordnung: Halbwelle 50, Ansatz
52 und Flügel 54 teilnimmt, ruft eine Verschiebung (entsprechend dem Pfeil f2 von
Fig. 23) gegen das Äußere der Halbwellen 50 gegen die Federn 62 hervor. Da die Nut
50b mit dem Arm 48 durch Rollenlager 57 verbunden ist,V7srchiebt sich die genannte
Nut in bezug auf das Lager, welches sich dann im mittleren Teil 50d befindet (Fig.
19 und 23). Die Flügel richten sich gerade, um wieder einen Winkel ffi von ungefähr
40 (Fig. 24) einzunehmen, entsprechend einer breiten Flache der Windzufuhr.
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Wenn der Wind zu heftig einfällt muß vermieden werden, daß die
Flügel
ihre größte Fläche darbieten. Hierfür ist ein dritter Teil 50e der Nut 50b vorgesehen,
welcher am äußeren Ende der Schulter austritt und eine in bezug auf die geneigte
Fläche 50c umgekehrte geneigte Fläche bildet, welche es dem Rollenlager 57 ermöglicht,
sich dort einzustellen, indem es die Flügel auf einen Winkel y (Fig. 26), der im
wesentlichen gleich dem Winkel ÇX; oder größer ist, zurückbringt. Diese Verschiebung
der Nut in bezug auf das Lager wird immer durch die Zentrifugalkraft erhalten, welche
proportional der Umdrehungsgeschwindigkeit der Flügel ist und welche die Halbwellen
50 nach außen verschiebt (Pfeil f3 in Fig. 25).
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So richten sich entsprechend der Windkraft die Flügel automatisch
aus, um eine geeignete Aufnahme des Windes ohne Gefahr für den Aufbau zu bieten.
Die schwingende Aufhängung des Rohres 21, welches die Flügel und die elektrische
Anordnung trägt, die drehbar in bezug auf den Mast befestigt ist, bildet eine Gelenkverbindung
nach Art einer Gelenkkupplung; welche jede Bewegung der aufgehängten Anordnung in
Abhängigkeit von den Eigenschaften des Windes ermöglicht und die Rolle eines Antivibrationssystems
in der Weise spielt, daß Stöße und unvorhergesehene Kräfte von der Anordnung aufgenommen
werden.
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Es ist noch festzustellen, daß der Schwingungspunkt 38 in einer Höhe
über dem Rohr 41 gelegen ist, welches bestimmt, daß die Drücke auf den oberen Flügel
und den unteren Flügel im wesentlichen bei jeder Umdrehung ausgewogen sind, um so
zu vermeiden, daß die aufgehängte Anordnung in einem wesentlichen Winkel schwingt.
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Die Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung, insbesondere ist gemäß
der Ausführungsform der Fig. 13 bis 26 hervorzuheben:
- Das Fehlen
von Schwingungen oder Beanspruchungen durch die augehängt und drehbare Befestigung.
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- Die automatische Einstellung der Flügelrücken im Wind durch die
Befestigung am Ausleger und das Profil der Flügel.
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- Die automatische Ausrichtung der Flügel entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit
durch das auf der Zentrifugalkraft basierende System.
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- Die schnelle und einfache Befestigung des Windrades infolge des
zerlegbaren Mastes und der Aufhangung der Motoranordnung.
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- Die unauffallige Ästhetik des Wind rades durch seine feinen und
ausschwingenden Formen.
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- Die Wirksamkeit und die Sicherheit des so konzipierten Windrades.
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- Die Möglichkeit, einen Flügeltragarm mit drei oder vier Asten zur
Aufnahme von drei oder vier Flügeln zu befestigen.
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- Die Verwendung des Windrades auf anderen Gebieten als der Erwärmung
von Flüssigkeiten, beispielsweise zum Pumpen von Wasser.
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Die Vorteile der Ausführungsform der Fig. 1 bis 12 sind: - Der interessante
Wirkungsgrad dieser einfachen und nicht teuren Einrichtung, insbesondere in sehr
windreichen Gebieten.
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- Der elektrische Stromkreis des Windrades ist vollständig unabhängig
vom normalen elektrischen Stromnetz ohne irgendeine Verbindung, welche administrative
Formalitäten und eine eingestellte Spannung entsprechend den Vorschriften erfordert.
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- Die unmittelbare Verwendung der gelieferten Energie ohne Speicherung
in teuren Akkumulatoren und Batterien und ohne Erfordernis einer periodischen Unterhaltung.
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- Keine Umweltbelastung: die Einrichtung arbeitet ohne Lärm, ohne
Geruch und ohne Rauch. Im Gegensatz zur Wirtschaftlichkeit der herkömmlichen Verbrennung,
welche die Verminderung der Ausströmungen
verwirklicht.
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- Das Windrad kann in ästhetischer Form ausgeführt werden (Form, Farbe,
Material...) und kann ganz unscheinbar an seiner Stelle mit geringer Höhe Uber dem
Boden oder auf dem Dach eines Gebäudes angeordnet werden.
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- Die Einrichtung bietet eine große Sicherheit durch die Verwendung
eines Generators mit geringer Spannung ( 12 oder 24 Volt).
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- Die gelieferte Energie ist nach schneller Amortisation der Einrichtung
kostenlos.