DE3702234A1

DE3702234A1 - Wind- bzw. wasserkraftmaschine

Info

Publication number: DE3702234A1
Application number: DE19873702234
Authority: DE
Inventors: Harro Reiff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-01-27
Filing date: 1987-01-27
Publication date: 1988-08-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Wind- bzw. Wasserkraftmaschine mit aus zwei beidseitig an einer vertikalen Welle einander zugeordneten Rotor blättern, wie Flügel oder Schaufeln, die durch die Fluidströmung ange trieben werden.

Bekannt sind Windradkonstruktionen dieser Art, sogenannte Pananemonen. Neben dem als Anemometer verwendeten Schalenkreuz ist der Savonius-Ro tor zu erwähnen, der zwei gegenüber der vertikalen Drehachse versetzte starr in einem Rotor montierte Halbzylinderschalen aufweist.

Mit allen diesen Anordnungen gelingt es nicht, die Windkraft optimal auszunutzen, weil ein großer Teil des von den im Wind mitlaufenden Schaufeln aufgebrachten Drehmomentes von den dem Wind entgegenlaufen den Schaufeln aufgezehrt wird.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man Verstellmechanismen verwen det. Dazu ist ein ganz erheblich großer Bauaufwand mit einer sehr großen Anzahl verschiedener Einzelteile nötig, was besonders bei den gewünschten großen Rotationsdurchmessern verschleißanfällig ist und einen hohen Kostenaufwand bedingt.

Die Aufgabe dieser Erfindung besteht demzufolge darin, eine Wind- bzw. Wasserkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei wel cher ohne großen, verschleißbehafteten Aufwand eine günstige Ein stellung der dem Wind entgegenlaufenden Schaufeln auch bei großdimen sionierten Turbinen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Bauart gemäß den kennzeichnenden Merkma len des Patentanspruches 1 gelöst.

In völlig überraschender Weise stellen sich beim Erfindungsgegenstand die dem Fluid entgegenlaufenden Rotorblätter selbsttätig in eine wider standsarme (Null-) Stellung und gelangen ebenso wieder in Betriebsstel lung. Die Stellkräfte werden dabei durch die Fluidströmung beider Rotorblätter aufgebracht.

In vorteilhafter Weise genügen hierbei zwei übereinander angeordnete Blätterrotoren mit um 90° zueinander versetzten Blättern, um bei aus beliebiger horizontaler Richtung angreifende Strömungen eine Drehung des ganzen Pananemonenrades zu erzeugen.

In den Unteransprüchen 2 bis 8 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes aufgeführt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine perspekt. Seitenansicht der erfindungsge mäßen Windkraftmaschine in Wirkstellung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Windkraftmaschine gemäß Fig. 1;

Fig. 3 die Ausgangsstellung der Windkraftmaschine.

An einer Drehachse 1 sind zwei Wellen 2 und 3 drehbar gelagert, an denen je um 90° zueinander und übereinander versetzt angeordnete Ro torblätter 4 a und 4 b, sowie 5 a und 5 b, frei schwenkbar aufgehängt sind. Wie in Fig. 3 in ihrer Ausgangsstellung zu sehen, sind die Rotor blätter einer Seite 4 a und 5 a zu denen der anderen Seite 4 b und 5 b um je 90° schäg nach auswärts gespreizt, so daß sie zu einer mit der Drehachse zusammenfallenden vertikalen Ebene je einen Winkel von 45° einschließen.

Jedem der Rotorblätter 4 und 5 ist an der Drehachse ein gefederter Anschlag 6 zugeordnet.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das in der Zeichnungsebene links lie gende Rotorblatt 4 a durch den anströmenden Wind gegen den zugeordne ten Anschlag 6 angedrückt und das Rotorblatt 4 b in freier Nullstel lung angehoben. Die Drehmomente beider Rotorblätter 4 a und 4 b werden dabei zur Verstellung ausgenutzt.

Der zwischen der linken und der rechten Seite unterschiedlich große Strömungswiderstand versetzt das ganze Pananemonenrad in Drehung und es kommen dabei abwechselnd die Rotorblätter 4 und 5 in Arbeitsstel lung.

Die Drehbewegung wird durch einen nicht dargestellten Antrieb zur Ar beitsleistung abgenommen.

Claims

1. Wind- bzw. Wasserkraftmaschine mit zwei beidseitig an einer verti kalen Drehachse einander zugeordneten Rotorblättern wie Flügel oder Schaufeln, die durch eine Fluidströmung angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Paar Rotorblätter (5 oder 4) beidseitig der vertikalen Drehachse (1), einander gegenüberliegend, an einer an der Drehachse (1) gelagerten Welle (2 oder 3) frei nach unten durchhängend, in einem Winkel von 45° zur vertikalen mit der Drehachse (1) zusammenfallenden Ebene auseinandergespreizt angeordnet sind, so daß sie einen Gesamtwinkelabstand von 90° zueinander aufweisen und bei Fluid anströmung der Rotorblätter (4 a und 4 b) bzw. (5 a und 5 b) das der Strömung entgegengerichtete Rotorblatt (4 a) jeweils gegen den Anschlag (6) angedrückt und das zugeordnete Rotorblatt (4 b) in rückwärtiger Nullstellung gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter (4 und 5) etwas oberhalb ihrem Schwerpunkt an den Wellen (2 und 3) aufgehängt sind.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der Drehachse (1) und den Rotorblättern (4 und 5) Dämpfungselemente angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und mindestens einem der folgen den, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (6) gefedert sind.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und mindestens einem der fol genden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Rotorblatt stufen (4 und 5) an der Drehachse (1) angeordnet und die Ro torblätter (4 und 5) der einzelnen Stufen zu der jeweils vorher gehenden versetzt angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und mindestens einem der fol genden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmes ser der Rotoren von unten nach oben abnimmt.

7. Vorrichtung insbesondere nach Patentanspruch 1 oder Patentan spruch 1 und mindestens einem der folgenden, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens zwei Rotorpaare (4 und 5) zu einem Rotor kreuz zusammengefaßt sind, wobei die Wellen in geringem Abstand übereinander angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und mindestens einem der folgen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter an ihren äußeren Enden einen Abbug aufweisen, der das Anlaufen auch in radialer Stellung begünstigt.