DE4322592A1

DE4322592A1 - Windgetriebene Anordnung

Info

Publication number: DE4322592A1
Application number: DE4322592A
Authority: DE
Inventors: Albert Preisinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-01
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1994-12-08
Also published as: DE9308173U1

Description

Die Erfindung betrifft windgetriebene Anordnungen bzw. Windantriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Herkömmliche Windenergie-Erzeugungsanlagen bestehen aus einem hohen Mast mit einem am oberen Ende angeordneten Windrad, das in Propellerform ausgebildet ist. Der Nachteil derartiger bekannter Anlagen ist das schlechte Kosten-Nutzen-Verhältnis, da mit relativ hohem Kostenaufwand lediglich eine relativ geringe Leistungsausbeute erzielt werden kann. Nachteilig, weil kostenerhöhend, ist hierbei ferner, daß das Propellerrad entsprechend der sich ändernden Windrichtung laufend nachge stellt werden muß, damit ein optimaler Anströmwinkel sicher gestellt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine windgetriebene Anordnung, insbesondere eine Windenergie-Erzeugungsanlage zu schaffen, die bei relativ geringen Kosten und einfachem Aufbau eine hohe Ausnutzung der Windkraft und damit eine hohe Leistungs ausbeute ermöglicht, und bei der es nicht erforderlich ist, die Windflügel nach der Windrichtung einzustellen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird erreicht, daß bei dem in radialer Richtung drehbaren symmetrischen Windrad der Wind in der einen Hälfte auf die gegen die Rahmenflächen anliegenden und damit geschlossenen Windflügel trifft, so daß der Winddruck weitgehend optimal auf die ebene Flügelfläche der einen Hälfte des Windrades einwirkt, während an der diametral gegenüberliegenden Hälfte der Winddruck auf die in der gleichen Windrichtung auslenkbaren und vom Rahmen wegklappbaren Windflügel einwirkt, so daß die Windflügel bei entsprechender Stärke des Winddruckes in Windrichtung gestellt einen weitgehend freien Winddurchtritt auf dieser Seite des Rahmens ergeben. Dadurch wird das Windrad in Rotation versetzt. Dabei ist sichergestellt, daß die einzel nen Flügelfelder bei Drehung des gesamten Windrades fort laufend in Stellungen kommen, in denen die Windrichtung senkrecht zur Flügelfläche steht und damit der Winddruck voll ausgenutzt wird.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeich nung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Aufsicht auf die Darstellung nach Fig. 2 bzw. 3,

Fig. 5 eine Prinzipskizze der Anordnung nach der Erfindung in Seitenansicht, wobei nebeneinander zwei um 180° versetzte Flügelflächen in ihrer Position quer zur Windrichtung dargestellt sind, und

Fig. 6 schematisch die Darstellung sich überlappender Flügelklappen innerhalb des Rahmens.

Fig. 1 zeigt ein Drehkreuz 1 mit vertikalen Rahmenteilen 2, 3, 4, 5, die armkreuzförmig an einer Drehwelle 2 befestigt und um jeweils einen Winkel von 90° voneinander versetzt sind. Die Rahmenteile 2-5 weisen Flügelklappen 7, 8, 9, 10 auf. Die auf das Flügelrad 1 einwirkende Windrichtung ist mit W dargestellt.

Die auf der vertikalen Drehwelle 6 angeordneten Rahmenteile 2-5 sind, wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, rechteckförmi ge Rahmenteile mit horizontalen oberen und unteren Rahmenele menten 11, 12, vertikalen Seitenelement 13 und Drehwelle 6.

In diesen einzelnen Rahmenteilen 2-5 sind die Flügelklappen 7-10 drehbar um horizontale Achsen angeordnet. Eine entsprechende Lagerung ist z. B. in Fig. 6 dargestellt. Die Flügelklappen sind ebene, rechteckförmige Elemente, die mit Lagerzapfen 14, 15 drehbar um die Achse 16 gelagert sind. Der Zapfen 14 ist im vertikalen Rahmenabschnitt 13 gelagert, der Zapfen 15 in der Drehwelle 6. Die übereinander angeordneten Flügelklappen 9, 9′, 9′′ sind so zueinander und übereinander angeordnet, daß sie sich, wie in Fig. 6 dargestellt, leicht überlappen, so daß in ausgeschwenktem Zustand die Klappen 9, 9′, 9′′ sich jalousieartig voneinander entfernen, wenn ein Winddruck auf sie in der einen Richtung einwirkt, während bei Windrichtung von der entgegengesetzten Seite die Flügelklap pen 9, 9′, 9′′ an der Überlappungsstelle aneinander anliegen und damit ein Winddurchtritt unterbunden wird. Die überein ander angeordneten Flügelklappen 9, 9′, 9′′ können auch so ausgebildet sein, daß die untere Begrenzung der oberen Flügelklappe 9 und die obere Begrenzung der darunterliegenden Flügelklappe 9′ sich nicht überlappen, sondern mit möglichst geringem Abstand voneinander in einer gemeinsamen Ebene liegen und aus dieser gemeinsamen Ebene auslenken können, wenn Winddruck ansteht. Bei Winddruck in der entgegengesetz ten Richtung ist bei dieser Ausführungsform an den Rahmen elementen ein Anschlag erforderlich, damit die Flügelklappen nicht in der entgegengesetzten Richtung ausgelenkt werden können. Die Auslenkung der Windklappen erfolgt stets in der Windrichtung, während in der entgegengesetzten Richtung eine Auslenkung der Windklappen dadurch verhindert wird, daß die Klappen an den Rahmenelementen, aneinander oder an Anschlägen der Rahmenelemente in Anlage kommen. Für die einwandfreie Funktion eines derartigen Windrades ist wesentlich, daß die Lagerstellen 14, 15 leichtgängige Lager sind, da für eine Drehung des Windrades mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung die Windklappen sich im Takt der Drehung öffnen und schließen müssen. Dadurch, daß der Winddruck bei kreissymmet rischer Anordnung des Windrades auf die auf der einen Seite geschlossenen Flügelklappen mit vollem Winddruck einwirkt und auf der um 180° versetzten Seite des Windrades der Winddruck die Flügelklappen öffnet und damit einen vernachlässigbaren Druck auf die Flügelklappen ausübt, entsteht eine Drehung des Rades in einer Richtung (im Falle der Fig. 2 entgegengesetzt im Uhrzeigersinn), die bei jeder beliebigen Drehstellung des Flügelrades aufrecht erhalten wird.

Die rotierende Drehwelle 6 ist mit einem Generator 17 verbunden, der die Drehbewegung der Drehwelle 6 in elektri sche Energie umwandelt (die Energie der Drehbewegung kann an der Drehwelle auch unmittelbar abgenommen werden, falls dies für spezielle Zwecke erforderlich ist). Die Drehwelle 6 ist in einem Sockel oder Fundament 18 gelagert, der bzw. das auf einem Rahmengerüst oder im Erdboden angeordnet ist.

Anstelle einer horizontalen Lagerachse 16 für die Windflügel kann die Lagerachse auch vertikal vorgesehen sein, so daß die Windklappen dann durch den Winddruck türflügelartig geöffnet und geschlossen werden. Dabei liegt bei dieser Variante die von der Lagerachse abgewandte Begrenzung der Flügelklappen an der Drehwelle oder einen ihr zugeordneten Anschlag an. Des weiteren ist bei dieser Ausführungsform erforderlich, daß die Flügelklappen in ausgelenktem Zustand eine Rückführvorrich tung aufweisen, damit die Flügelklappen selbsttätig wieder, z. B. durch Federwirkung, in die Ausgangsposition zurückge führt werden.

Damit bei einer Flügelklappenanordnung nach Fig. 5 im Falle eines Windstoßes vermieden wird, daß die Flügelklappen über die horizontale Stellung hinaus hochklappen können, sind beispielsweise die Lagerstellen so ausgebildet, daß sie ein über die horizontale Position hinausgehendes Hochklappen durch entsprechende Anschläge verhindern; wahlweise können entsprechende Anschläge auch an den Rahmenelementen selbst vorgesehen sein.

Claims

1. Windgetriebene Anordnung mit einem auf einem stationären Sockel drehbar befestigten, auf einer Drehwelle umlaufen den Windrad, und einem mit der Drehwelle gekoppelten Stromerzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Drehwelle (2) vertikal angeordnet ist und ein drehbares Rahmengestell (1; 2-5) aufnimmt,
b) das Rahmengestell (1; 2-5) mehrere symmetrisch und radial zur Drehwelle angeordnete Windflügel aufweist,
c) das Rahmengestell (1; 2-5) quer zur Achse (2, 3, 4, 5) der Drehwelle (2) verlaufende, im Rahmengestell gelagerte, frei nach abwärts hängende Flügelklappen (7, 8, 9, 10) aufweist, die parallel zueinander und übereinander angeordnet sind und die sich jalousie artig überlappen, derart, daß sie in der einen Richtung parallel zueinander unter Einwirkung der Windkraft in in Windrichtung öffnendem Sinne ausklapp bar sind und sich in der entgegengesetzten Richtung überlappend und gegen den Rahmen anliegend geschlossen sind.

2. Windgetriebene Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander und übereinander angeordneten Flügelklappen (7, 8, 9, 10) in radialer Richtung unterteilt sind.

3. Windgetriebene Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmengestell (1; 2-5) kreuz förmig mit vier gleich langen und symmetrisch zur Drehachse angeordneten radialen Windflügeln (2-5) ausgebildet ist.

4. Windgetriebene Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmengestell (1; 2-5) stern förmig mit mehr als vier gleichen radialen Windflügeln ausgebildet ist.

5. Windgetriebene Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelklappen einzeln in Drehlagern im Rahmengestell gelagert sind.