DE3239087A1

DE3239087A1 - Anlage fuer nutzbarmachung der windenergie

Info

Publication number: DE3239087A1
Application number: DE19823239087
Authority: DE
Inventors: István 6482 Bad Orb Horváth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-22
Filing date: 1982-10-22
Publication date: 1984-04-26
Also published as: DE3239087C2

Description

ANLAGE FÜR NUTZBAEMACHUNG DER WINDENERGIE Zwecks Nutzbarmachung der Windenergle werden verschiedene Anlagen verwendet. Es sind zwei Hauptbauarten bekannt: die Typen Windrad und Wind schaufel bzw.
die Propel7er-Bauart.
Nach dem Grundprinzip setzt der Luftzug, auf die sich in Schräglage befindliche, sich auf der Achse im Kreis drehende Ebene aufprallend, seinen Weg fort, -während die auf der Ebene entstandene Luftstauung auf die Ebene einen Druck ausübt,- welche, sich um die Achse drehend, sich auf bekannte Weise in Bewegung setzt.
Die Wirksamkeit der um die Achse aufgestellten Fläche oder Flächen ist je nach der von der Achse gemessenen Entfernung veranderbar Die Windgeschwindigkeit wird auf der sich in Drehung befindlichen schrägen Ebene dann wirksam, wenn die Drehgeschwindigkeit der .Ebne nicht schneller ist, als daß der Wind auf der Ebene eine intensive Luftstauung hervorrufen kann. Anderenfalls treibt die Gegenseite der Ebene die luft an, das heißt, es wird eine negative Wirkung erzielt.
Beim Windrad befinden sich um die Achse in gewisser Entfernung in Kranzform plazierte Ebenen.
Beim Flügel bzw. Eropeller-Typ sind 2,-3,-4 Flügel vorhanden, welche von Fall zu Fall, die obigen Gesichtspunkte vor Augen haltend, profiliert sind, bei größerer Geschwindigkeit kann eventuell, ähnlich wie bei Propellerflugzeugen, auch der Winkel der Schaufeln eingestellt werden.
Die Windenergie ist innerhalb der peripheralen Maße nicht ausgenutzt, weil beim Windrad-Typ der Bereich zwischen den Flächen und der Achse und beim Windflügel-TvD der Bereich zwischen Achse und Flügel bzw. zwischen dem Profil des Propellers unausgenützt bleiben.
Die bekannten Anlagen für die Nutzbarmachung der Wind energie sind keine kompakten Konstruktionen und schöpfen, in Anbetracht der heutigen technischen Entwicklung, die Möglichkeiten nicht aus.
Die für die Nutzbarmachung der Wind energie verwendete Anlage ist nur dann wirksam, wenn: 1.) der eingespannte Durchmesser voll ausgenutzt ist, 2.) die sich drehenden Konstruktionselemente den eingefangenen Luftraum nicht mindern und nicht stören, 3.) beim Propeller-Tn der Wind auf die volle Länge des Flügels einen intensiden Wind stoß ausübt.
nie obigen Prinzipien vor Augen haltend, kann die Anlage für Nutzbarmachung der Windenergie" zwecks Erhöhung der Wirksamkeit in zwei Haupttypen eingeteilt werden: A./ auf den Schaufelkranz-Turbotyp und B./ auf den mit dem Schaufelkranz-Turbo kombinierten Flügel-Typ.
Gamäß der als Beispiel genommenen Ausführung befindet sich beim Schaufelkranz-Typ (Abb. 1,2) auf der innerhalb des stabilen Achsenrohres (3) gelagerten (2) drehenden Achse (1) zwischen den Schaufelkränzen (9) und der Achse (1) ein Kegelmantel (5), welcher die Luftmasse auf die Schaufeln (9) sozusagen hinaufführt. Der Kegel kann sein: stehend, sich drehend, mit glatter Oberfläche. Der Kegel kann mit Spiralrippen (7) bzw. mit Schaufeln (9) zusammengebauten Spiralrippen (7) versehen sein, wo sich der Spiralkegel (5,7) mit den Schaufeln (9) zusammen dreht (Abb. 1,2,3). Die Spirale gegen die ITmlaufrichtung überhängend. Der Schaufel-Typ kann auf dem Kegel (5) mit Luftkanal (6) versehen sein (Abb. 1,2).
Beim Typ "A" werden der Kegel (5) und auf seiner Außenkante die sogenannten Luftkanäle (6) auf dem Kegel (5) durch Spiralrippen (7) aufgegliedert und die Spirale (7) sind mit den Schaufeln (9) zusammengebaut untergebracht.
Die so entstandenen Kammern sind gegen die Umlaufrichtung spiralförmig abweichend. Der Luftkanal (6) des Kegels (5) bildet-mit dem Leitblatt (8) zwischen den von der Achse (1) geführten beiden Spiralrippen (7) ein in zwei Spitzen endendes, spiralförmige Grundfläche aufweisendes, Gefäß (Abb.3), das sich der durch die Ausbildung des Luftkanals (6) durchgeführten Düse (10) /Abb.3/ anschließt. Die aus dem auf dem Kegel (5) zwischen zwei Spiralrippen (7) befindlichen Kegelkanal (6) austretende Luft prallt durch die Düse (10) auf den fixen RinDenkranz (4) auf, die hierdurch entstandene Luftstauung löst als Reaktion eine Turbowirkung aus, welche den Auftriebswert der Sniralrinpe (7) und der Wind schaufeln (q) erhöhend, die Raddrehung intensiviert, (Abb. 1,2).
Die Zahl der Dosen (10) stimmt mit der der Windschaufeln (9) überein. Die Turbowirkung ist durch die Entfernung zwischen Düsen (10) und Rippenkranz (4) regulierbar.
Bei dem mit Turbo-Windschaufeln /Typ A/ kombinierten Typ "B" / Abb,4 / wird die Zahl der Windschaufeln (q) von der Zahl der Außen- und Innenflügel (11,12) beeinflußt. Zwischen den Flügeln Nr. 2,-3,-4,- (11,12) befinden sich in gleichem Verhältnis Windschaufeln (9) bzw. Kanäle (6).
Die Plazierung des Flügels (11,12) stimmt mit der Lage eines Windschaufels (9) überein, auch die Anordnung der Düse (10) ist gleich, der Flügel (11,12) ist als ein vergrößerter Windschaufel zu betrachten.
Der Flügel kann ein herkömmlicher, einteiliger Flügel bzw. ein Propeller sein. Der zweiteilige Flügel (Abb.6) unterscheidet sich von der beksnnten Flügeln darin, daß sich über einem breiteren, sich weniger neigenden Außenflügel (11) mit der Umlaufrichtung entgegengesetzt und von dem Außenflügel (11) in gewisser Entfernung ein schmalerer und sich mehr neigender Innenflügel (12) befindet und die beiden durch Flügelnrofilrippen (13) miteinander verbunden werden (Abb. 5,6).
Die beiden Flügel (11,12) ordnen sich in Radialschnitt in liegender V-Form an. Die beiden Flügel (11,12) uiteinander verbindende Rippen (13) teilen die Flügel gleichsam in Kammern auf (Abb. 5). Auf Windeinwirkung entsteht zwischen den beiden Flügeln (t1,19) eine Luftauffüllung, obwohl das V-förmige Profil nicht geschlossen ist, In Richtung der ablaufenden Kante der Luftkammer wird mit Hilfe der in den Luftkammern untergebrachten Luftleitblstter / Abb. 5 / 14 /. durch Verengung des Luftloches oder durch Ergänzung mittels D'jsen (15) die durchblasende Intensität der Luftstauung erhöht bzw. der Wirkungsgrad des Flügels ausgeglichen. Die Drehrequlierung mittels Verengung des Luftloches spielt eine ergänzende Rolle, der geographischen Lage, oder den temporären Werten bzw. der Windstärke entsprechend verwendbar.
Die tage der kürzeren Flügel mit Dopneldeckel vereinigt das Neigungsprofil des Propellerflügels auf kürzerer Flügellänge in sich. Auf Grund der Obigen kann der eingefangene Nuftraum,regulierbar, besser ausgenutzt werden ein weiterer Vorteil ist, daß man bei besserer Leistung mit kleineren Maßen auskommt.
Die Verwendung der Windenergie wird von den geographisch be-timmten Witterungsumständen bestimmt, sowohl die Kapazität, als auch die Betriebszeit, Bei größeren Anlagen kann der Umweltschutz ein Problem bedeuten. Der Übersetzungsmechanismus verteuert die Baukosten zu sehr. Ideal ist die Entwicklung von kleineren, auf die '8indkraft optimal reagierenden, typisierbaren "Volks-Windkraftwerken"; von solchen Konstruktionen, welche in ihren Einzelteilen vorgefertigt, leicht zusammenzubauen sind. Auf Grund der Obigen entspricht diese Konstruktion den Anforderungen, weil die Serienherstellung aus Blättern und Kunststoffpaltten leicht zu organisieren ist und eine intensive Wirkung verspricht.
Sie kann auf langsamen oder schnellen Gang eingestellt werden, je danach, ob sie als Arbeitsmaschine z.B. bei Antrieb von Wasserpumpen oder als Generator Verwendung finden soll.
Die Rolle der Segelboote kann im Verkehr bei entsprechender Größenordnung durch die Kurzflügel-Turbo-Windradform wirksam ersetzt werden, weil die Cbertragung des Drehmoments auf Propellerantrieb in dem dichteren Medium des Wassers wirksamer zur Geltung kommt.
Die Einhaltung der Windrichtung kann bei mehreren Anlagen gleichzeitig gehandhabt werden und ist weniger kompliziert, als der Umgang mit den Segeln. Es ist eine weitverbreitete Ansicht, daß es in vollkommenerer Form als bisher und bei guter Technologie möglich sein wird, die Verbreitung und vermehrte Verwendung der Windkraftwerke auf Land und Wasser gleichermaßen voranzutreiben und durchzusetzen.
Bezeichnung der Abbildungen: 1./ Turbo-Schaufelkranz mit Rippenkranz, (Seitenansicht) 2, / Turbo-Schaufelkranz, (Vorderansicht) 3./ Spiralkammer, (in Dimension) 4./ Flügel-Typ mit Turbo-Schaufelkranz, (Seitenansicht) 5./ Flügel mit Doppeldeckel (Schnitt) 6./ Flügel mit Doppeldeckel (Seiten- und Planansicht) Leerseite

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Anlage zur Nutzbarmachung der Windenergie, dadurch charakterisiert, daß sich auf der Kante des auf einer Achse (1) gelagerten (2) Kegelmantels (5) ein runder, angeflanschter Kanal (6) befindet und der Kegel (5) durch,----- von der Achse (1) geführte,Spiralrippe (7) auf dem Mantel auf Kammer in entsprechender Anzahl aufgeteilt wird, während die mit der Drehrichtung in entgegengesetzte Richtung sich bogenförmig biegende Spiralkammer / Abb.3 / welche auf der durchgehenden Bohrung des Kanals mit der DUse g1O) zusammengebaut ist, zwischen den Spiralrippen (6) durch das Leitblatt (8) noch bogenförmiger gestaltet wird; die derart ausgebildeten Spiralkammer in allgemeiner Lage (Abb. 3) bestehen, zusammenbaufertig, aus selbstandigen Gliedern oder können nach den Obigen mit auf den Kegel gebauter Rippe (7) ausgestaltet werden (Abb. 1,2).
2./ Für die Anlage ist gens, Anspruchspunkt 1 charakteristisch, daß diese sich auf die Verwendung der Spirairippe (7) auf dem glatten Kegelmantel (5) bzw. auf die Verwendung des Windschaufels (9) über dem Suftkanal- Kegelmantel (5) erstreckt, der in einem anderen Fall mit der Spiralkammer (Abb. 3) zusammengebaut ist.
3./ Für die Anlage ist gern. den Anspruchspunkten 1-2 charakteristisch, daß auf dem Achsenrohr (3) in zentrischer Lage auf dem mit dem Radiusmaß der Düsen (10) übereinstimmenden Iurchmesser, von den Düsen (10) in entsprechender Entfernung, - die Entfernung gegebenenfalls regulierbar, - und mit breiterem Rippenmaß als der Düsendurchmesser (10), ein Rippenkranz (4) verwendet wird (Abb. 1,4).
4./ Für die Anlage ist gem. den Anspruchspunkten (-3 charakteristisch, daß der obige Turbo-WindschaufelmvP dadurch abgeändert bzw. ergänzt wurde, daß entsprechend der Flügelzahl anstelle der Windschaufeln (9) Propellerflügel oder vergrößerter Windschaufeln (9) verwendet werden.
5./ Für die Anlage ist gern. den Anspruchspunkten 1-4 charakteristisch, daß diese sich auf die Verwendung des Flügels mit Doppeldeckel (Abb. 4) (11,12) erstrecken, dessen Außenflügel (11) als Fortsetzung der Spiralrippe (7) gelagert ist, während der Innenflügel (12) auf der Kante des Kanals (6) in einem größeren Winkel plaziert ist (Abb. 6) und die beiden ?1ügrel (11,12) in dem Radius-Schnitt eine V-Form bilden; die Schäfte der V-Form sind nicht geschlossen und die Flügel (11,12) werden durch radiale Profilrippen (13) miteinander verbunden bzw. in Kammern aufgeteilt.
6./ Fiir die Anlage ist gem. den Anspruchspunkten 1-5 charakteristisch, daß diese sich auf die Verwendung der Luftleitblätter (14) innerhalb der Flügel (11,12) erstreckt, welche zwischen den die Flügel verbunden den Profilrippen (13) und zwar von den Vorderkanten bogenförmig in diagonaler Richtung ausgehend bis zu den ablaufenden Flügelkanten (11,12) untergebracht sind (Abb, 5) so, daß zwischen Leitbaltt (14) und außerer Profilrippe (13) eine entsprechende Öffnung für die Regulierung der Luftauffüllung vorhanden ist und der gegebenenfalls auch eine Düse (15) angeschlossen werden kann (Abb. 5). -/-