DE4113197A1 - Windkraftmaschine - Google Patents
WindkraftmaschineInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D5/00—Other wind motors
- F03D5/02—Other wind motors the wind-engaging parts being attached to endless chains or the like
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Landscapes
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Description
Die Erfindung betrifft eine Windkraftmaschine mit einer Vielzahl von
Windaufnahmeflächen, die an endlosen, über wenigstens teilweise Antriebs
räder darstellende Umlenkräder laufenden Strängen, wie Ketten od. dgl.
angeordnet sind.
Zur Energiegewinnung aus der Windkraft sind Windrotoren zur Stromerzeu
gung bekannt, deren Rotorblätter ggf. verstellbar an einer Nabe befestigt
sind, deren Drehachse sich in Windrichtung erstreckt. Die Rotorblätter
derartiger Windanlagen weisen in der Regel eine beträchtliche Länge auf,
so daß die die Rotorblätter lagernde Nabe hoch über dem Niveau des
Bodens an einem Gerüst angeordnet ist. Da der Rotordurchmesser relativ
groß ist und in verschiedenen Höhenlagen in der Regel auch unterschiedli
che Windgeschwindigkeiten auftreten, werden die Rotorblätter auch in der
Regel unterschiedlich belastet. Der Wirkungsgrad solcher bekannter
Windkraftmaschinen ist im allgemeinen relativ gering.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftmaschine mit
verbessertem Wirkungsgrad zu schaffen, wobei insbesondere auch eine
kompakte Bauweise erzielt werden kann. Diese Aufgabe ist dadurch gelöst,
daß die in Windströmungsrichtung, d. h. auf der Windleistungsseite
laufenden, wirksamen Windaufnahmeflächen an wenigstens zwei auf Abstand
angeordneten, endlosen Strängen nebeneinanderliegend und sich zu einer
großen Aufnahmefläche ergänzend festgelegt sind, während die gegen die
Windströmungsrichtung, d. h. auf der Rücklaufseite laufenden, wirksamen
Windaufnahmeflächen um ein vielfaches reduziert sind.
Diese Reduktion der Windaufnahmeflächen auf der Rücklaufseite läßt sich
auf verschiedene Weise erreichen. So können beispielsweise die Windaufnah
meflächen an mehreren mit ihren Umlenkrädern übereinanderliegend
angeordneten, endlosen Stränge drehgelenkig angeschlossen sein und auf der
in Windströmungsrichtung laufenden Seite, d. h. auf der Windleistungsseite
in Abspreizlage gehalten sein, während die gegen die Windströmungsrich
tung, d. h. auf der Rücklaufseite laufenden Windaufnahmeflächen in eine
windwiderstandsarme Anklapplage an die Stränge verschwenkt sind. Zu
diesem Zweck ist nach einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung an den
Strängen außer einem jeder Windaufnahmefläche zugeordneten Klappgelenk
ein Widerlager angeordnet, an dem die Windaufnahmeflächen in Abspreizla
ge abgestützt sind, wobei das jeweilige Widerlager die Windaufnahmefläche
während ihrer Bewegung gegen die Windströmungsrichtung zur Überführung
in die Anklapplage frei gibt.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die endlosen Stränge mit ihren
Umlenkrädern ebenfalls übereinanderliegend angeordnet, während die
Windaufnahmeflächen starr an die Stränge angeschlossen sind und die
Umlenkräder zur Rücklaufseite der endlosen Stränge hin geneigt verlaufen,
derart, daß die auf der Windleistungsseite übereinanderlaufenden Windauf
nahmeflächen auf der Rücklaufseite der Stränge sämtlich hintereinander
verlaufen.
In beiden Fällen summieren sich auf der Windleistungsseite die Windaufnah
meflächen, während auf der Rücklaufseite praktisch nur eine einzige
Windaufnahmefläche vorhanden ist, da sämtliche anderen Windaufnahmeflä
chen in deren Windschatten verlaufen.
Zur Aufsummierung der durch die Windkraft geäußerten Antriebsmomente
sind nach einer Weiterbildung der Erfindung die vorderen, übereinander
angeordneten Umlenkräder und auch die hinteren, übereinander angeordne
ten Umlenkräder auf jeweils einer gemeinsamen, ggf. Kardangelenke
aufweisenden Welle drehfest angeordnet, wobei die vordere Welle ortsfest
gelagert ist, um welche ein Schwenkarm verschwenkbar ist, an welchem
ihrerseits die hintere Welle drehgelagert ist.
Damit sich die endlosen Stränge jeweils selbsttätig in Windrichtung
einstellen, ist nach einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung mit dem
Schwenkarm eine Windfahne fest verbunden, wodurch der Schwenkarm in
die jeweilige, der Windrichtung analoge Stellung überführbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Windkraftmaschine in einer schematischen Draufsicht mit
übereinanderliegend angeordneten, aus Gliederketten bestehenden
endlosen Strängen, an denen die Windaufnahmeflächen starr angeord
net sind,
Fig. 2 die aus Fig. 1 ersichtliche Windkraftmaschine in einem Vertikal
schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1, jedoch ohne den aus Fig. 1
ersichtlichen Standfuß,
Fig. 3 die an endlose Stränge bildenden Ketten drehgelenkig angeschlosse
nen Windaufnahmeflächen.
Die aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche Windkraftmaschine weist beispiels
weise drei übereinander angeordnete umlaufende Stränge in Form von
Gliederketten 10 auf. Jede dieser endlosen Gliederketten 10 ist um zwei
Kettenräder gelegt, von denen das eine Kettenrad ein Umlenkrad 11
darstellt, während das andere Kettenrad als Antriebsrad 12 fungiert. Es
sind dem zufolge bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf der einen
Seite drei Umlenkräder und auf der anderen Seite drei Antriebsräder
übereinanderliegend angeordnet. Davon befindet sich das jeweilige mittlere
Kettenrad in einer horizontalen Lage, während das jeweils darüber liegende
und auch darunter liegende Kettenrad derart geneigt angeordnet sind, daß
die die Kettenräder umschlingenden Gliederketten 10 auf der einen
Längsseite in geringem Abstand übereinander verlaufen, während auf der
anderen Längsseite die Gliederketten 10 einen jeweils größeren Abstand
voneinander aufweisen. Sowohl die drei übereinander angeordneten Umlenk
räder 11 als auch die drei ebenfalls übereinander angeordneten Antriebsrä
der 12 stehen durch jeweils eine Kardangelenkwelle 13 bzw. 14 miteinander
in drehfester Verbindung. Dabei sind die Gelenkwellen 13 und 14 jeweils
am Ende eines Schwenkarmes 15 gelagert, wobei das die Kardangelenkwelle
14 lagernde vordere Ende des Schwenkarmes 15 seinerseits auf einem
Stützfuß 16 schwenkbar gelagert ist. Dieser in Fig. 2 nicht dargestellte
Stützfuß haltert einen Strom erzeugenden Generator, der mit der Kardan
gelenkwelle 14 der Antriebsräder 12 drehfest verbunden ist.
Bei dem aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Ausführungsbeispiel weist jede
Gliederkette 10 in gleichmäßigem Abstand angeordnete Sonderglieder 18
auf, an denen beispielsweise paddelartig ausgebildete Windaufnahmeflächen
19 starr befestigt sind. An der oberen Gliederkette 10 sind die Windauf
nahmeflächen 19 an ihrer inneren Stirnseite im oberen Bereich befestigt.
Die Windaufnahmeflächen 20 der mittleren Gliederkette 10 sind an ihrer
der Gliederkette zugekehrten Stirnseite in deren mittlerem Bereich mit den
Sondergliedern 18 der Gliederkette 10 starr festgelegt, und zwar derart,
daß sie im Abstand zu der Windaufnahmefläche 19 angeordnet sind.
Schließlich sind auch die der unteren Gliederkette zugehörigen Windaufnah
meflächen 21 an ihren der Gliederkette zugekehrten Stirnseiten starr
befestigt, jedoch derart, daß die Sonderglieder 18 im unteren Bereich der
Stirnseiten der Windaufnahmeflächen 21 an diesen angreifen. Dabei ist die
untere Gliederkette 10 derart auf die Kettenräder 11 und 12 aufgelegt,
daß die Windaufnahmeflächen 21 ebenso wie die Windaufnahmeflächen 20
einen horizontalen Abstand zu den Windaufnahmeflächen 19 aufweisen, so
daß in Windrichtung, gemäß dem Windrichtungspfeil 22 gesehen, die
Aufnahmeflächen 19, 20 und 21 übereinander angeordnet sind, um auf der
Windleistungsseite einen störungsfreien Windzugang zu den Windaufnahme
flächen 19 bis 21 zu gewährleisten. Auf der gegenüberliegenden Rücklauf
seite sind infolge der geneigten oberen und unteren Kettenräder 11 bzw.
12 und der vorbeschriebenen Anordnung der Windaufnahmeflächen 19 bis 21
an den Gliederketten 10 die Windaufnahmeflächen derart hintereinander
angeordnet, daß nur die dem Wind zugekehrte erste Aufnahmefläche
angeblasen wird, während die anderen Windaufnahmeflächen im Windschat
ten dieser jeweils dem Wind entgegenlaufenden ersten Windauffangfläche
liegen. Die Größe der Windaufnahmeflächen kann dem jeweiligen Bedarfs
fall angepaßt und entsprechend optimiert werden.
Damit nun eine selbsttätige Einschwenkung des Schwenkarmes 15 mit den
von diesem gehalterten Gliederketten in Windrichtung erfolgen kann, ist
über beispielsweise ein am Schwenkarm 15 festgelegtes Rohr 23 eine
Windfahne 24 angeordnet. Dadurch läßt sich je nach Windrichtung der
Schwenkarm 15 und die von diesem gehalterten Gliederketten mit den
Windaufnahmeflächen um die Lagerstelle der Gelenkwelle 14 durch
Windanblasung selbsttätig verschwenken, so daß der Wind im wesentlichen
immer rechtwinklig auf die Windaufnahmeflächen 19 bis 21 auftrifft.
Bei einer von der vorbeschriebenen und in den Fig. 1 bis 2 dargestellten
Ausführungsform abweichenden Ausführung können beispielsweise ebenfalls
drei Gliederketten übereinander angeordnet sein. Die auf einer Seite ein
Umlenkrad und auf der anderen Seite ein Antriebsrad bildenden Kettenrä
der 12 können sämtlich mit in Bezug auf die Windaufnahmeflächen 19 bis
21 ausreichendem Abstand übereinander horizontal angeordnet sein, so daß
auf Kardangelenkwellen verzichtet werden kann und statt dessen eine
durchgehende Lagerwelle an den Enden des Schwenkarmes 15 zur drehfe
sten Aufnahme der Kettenräder 11 und 12 Verwendung finden kann. Wie
aus Fig. 3 ersichtlich ist, werden bei dieser Ausführungsform die Windauf
nahmeflächen 25 über ein Klappgelenk 26 an die Gliederkette 10 ange
schlossen, das gleichzeitig ein Widerlager 27 aufweist, an welchem sich der
Anlagefinger 28 der Windaufnahmefläche 25 bei Beaufschlagung durch den
Wind auf der Windleistungsseite abstützt. Auf der Rücklaufseite bläst der
Wind die Windaufnahmefläche 25 in eine auf der rechten Seite von Fig. 3
dargestellte Anklapplage. Der prinzipielle Aufbau dieser zweiten Ausfüh
rungsform entspricht im wesentlichen dem zunächst beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiel außer der geneigten Anordnung der Kettenräder 11 und 12
und der starren Anordnung der Windaufnahmeflächen an den in gleichmäßi
gem Abstand zueinander angeordneten Ketten 10.
Wie bereits erwähnt, geben die dargestellten und vorbeschriebenen
Ausführungen den Erfindungsgegenstand lediglich beispielsweise wieder, der
keinesfalls allein darauf beschränkt ist. Es sind vielmehr auch mancherlei
Änderungen und andere Ausgestaltungen der Erfindung denkbar. Außerdem
sind alle in der Beschreibung erwähnten und/oder in der Zeichnung
dargestellten neuen Merkmale erfindungswesentlich, auch wenn sie in den
Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.
Bezugszeichenliste:
10 Strang/Gliederkette
11 Umlenkrad/Kettenrad
12 Antriebsrad/Kettenrad
13 Kardangelenkwelle
14 Kardangelenkwelle
15 Schwenkarm
16 Stützfuß
17 Generator
18 Sonderglied
19 Windaufnahmefläche
20 Windaufnahmefläche
21 Windaufnahmefläche
22 Windrichtungspfeil
23 Rohr
24 Windfahne
25 Windaufnahmefläche
26 Klappgelenk
27 Widerlager
28 Anlagefinger
11 Umlenkrad/Kettenrad
12 Antriebsrad/Kettenrad
13 Kardangelenkwelle
14 Kardangelenkwelle
15 Schwenkarm
16 Stützfuß
17 Generator
18 Sonderglied
19 Windaufnahmefläche
20 Windaufnahmefläche
21 Windaufnahmefläche
22 Windrichtungspfeil
23 Rohr
24 Windfahne
25 Windaufnahmefläche
26 Klappgelenk
27 Widerlager
28 Anlagefinger
Claims (6)
1. Windkraftmaschine mit einer Vielzahl von Windaufnahmeflächen, die
an endlosen, über wenigstens teilweise Antriebsräder darstellende
Umlenkräder laufenden Strängen, wie Ketten od. dgl., angeordnet
sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in Windströmungsrichtung - Windleistungsseite - laufenden,
wirksamen Windaufnahmeflächen (19-21, 25) an wenigstens zwei
auf Abstand angeordneten, endlosen Strängen (10) nebeneinanderlie
gend und sich zu einer großen Aufnahmefläche ergänzend festgelegt
sind, während die gegen die Windströmungsrichtung - Rücklaufseite -
laufenden, wirksamen Windaufnahmeflächen (19-21, 25) um ein
Vielfaches reduziert sind.
2. Windkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
endlosen Stränge (10) mit ihren Umlenkrädern (11, 12) übereinander
liegend angeordnet sind, und die Windaufnahmeflächen (25) drehge
lenkig an die Stränge (10) angeschlossen sind, und auf der in
Windströmungsrichtung laufenden Seite - Windleistungsseite - in
Abspreizlage gehalten sind, während die gegen die Windströmungs
richtung - Rücklaufseite - laufenden Windaufnahmeflächen (25) in
eine windwiderstandsarme Anklapplage an die Stränge (10) ver
schwenkt sind.
3. Windkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an
den Strängen (10) außer einem jeder Windaufnahmefläche (25)
zugeordneten Klappgelenk (26) ein Widerlager (27) angeordnet ist, an
dem die Windaufnahmeflächen (25) in Abspreizlage abgestützt sind
und das die Windaufnahmeflächen (25) während ihrer Bewegung gegen
die Windströmungsrichtung zur Überführung in die Anklapplage
freigibt.
4. Windkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
endlosen Stränge (10) mit ihren Umlenkrädern (11, 12) übereinander
liegend angeordnet sind, und die Windaufnahmeflächen (19-21) starr
an die Stränge (10) angeschlossen sind, wobei die Umlenkräder (11,
12) zur Rücklaufseite der endlosen Stränge (10) hin geneigt angeord
net sind, derart, daß die auf der Windleistungsseite übereinanderlau
fenden Windaufnahmeflächen (19-21) auf der Rücklaufseite der
Stränge sämtlich hintereinander verlaufen.
5. Windkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen, übereinander
angeordneten Umlenkräder (12) und auch die hinteren, übereinander
angeordneten Umlenkräder (11) auf jeweils einer gemeinsamen,
gegebenenfalls Kardangelenke aufweisenden Welle (13, 14) drehfest
angeordnet sind, wobei die vordere Welle (14) ortsfest gelagert ist,
um welche ein Schwenkarm (15) verschwenkbar ist, in welchem die
hintere Welle (13) gelagert ist.
6. Windkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
mit dem Schwenkarm (15) eine Windfahne (24) fest verbunden ist,
wodurch der Schwenkarm (15) in die jeweilige, der Windrichtung
analoge Stellung überführbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914113197 DE4113197A1 (de) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Windkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914113197 DE4113197A1 (de) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Windkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4113197A1 true DE4113197A1 (de) | 1992-10-29 |
Family
ID=6430158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914113197 Ceased DE4113197A1 (de) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Windkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4113197A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1799439A (en) * | 1929-12-07 | 1931-04-07 | James S Ragains | Fluid-current motor |
FR2388145A1 (fr) * | 1977-04-18 | 1978-11-17 | Oppolzer Gottfried | Eolienne |
DE8235838U1 (de) * | 1982-12-21 | 1983-06-30 | Jung sen., Hubert, 6253 Hadamar | Windkraft-stromaggregat |
-
1991
- 1991-04-23 DE DE19914113197 patent/DE4113197A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1799439A (en) * | 1929-12-07 | 1931-04-07 | James S Ragains | Fluid-current motor |
FR2388145A1 (fr) * | 1977-04-18 | 1978-11-17 | Oppolzer Gottfried | Eolienne |
DE8235838U1 (de) * | 1982-12-21 | 1983-06-30 | Jung sen., Hubert, 6253 Hadamar | Windkraft-stromaggregat |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Fachbuch Hans Witte, "Windkraftwerke", Rudolf-A. Lang Verlag Possweck 1950, S. 48-67 * |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
8131 | Rejection |