DE729534C

DE729534C - Windturbinenaggregat

Info

Publication number: DE729534C
Application number: DEF89115D
Authority: DE
Inventors: Arno Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-06-18
Filing date: 1940-06-18
Publication date: 1942-12-17

Description

Windturbinenaggregat Es sind Windturbinenäggregate bekannt, bei denen ein Laufrad innerhalb eines Windführungskanals liegt. Zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit an der Austrittsseite des Laufrades ist dabei das den Führungskanal bildende Gehäuse mit `ebenhanälen versehen, die, Tiber den Umfang des Laufrades verteilt, an mehreren Stellen als nach Art von Düsen wirkende Rohre angeordnet sind. Diese Nebenkanäle sollen den Zweck haben, durch ihre ejektorartige Wirkung die Strömungsgeschwindigkeit des aus dein Laufrade austretenden Windes zu vergrößern und dadurch den Wirkungsgrad der Aggregate zu verbessern. Auch hat man schon das Laufrad in ein tropfenförmiges Gehäuse eingebaut, dessen Wandungen mit einer Vielzahl hintereinanderliegender Ringdüsenkanäle versehen ist. Der an diesem Gehäuse außen vorbeiströmendeWind soll dabei durch die Ringdüsenräume auf den Gehäusehohlraum eine erhöhte Saugwirkung ausüben und die sich in dem Gehäuseinnern nach dem Durchströmen des Laufrades ansammelnde Luft abführen. Diese Ringdüsenkanäle schließen sich mit ihren Austrittsöffnungen nicht unmittelbar an die Austrittsstelle des Treibmittels aus dem Laufrad an. Sie sind mithin nicht geeignet, der Luft in dem Gehäusehohlraum-eine wirbelfreie Führung zu geben bzw. die Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar an der Austrittsstelle des Laufrades zu vergrößern.
Die Erfindung hat ein Windturbinenaggregat mit dem Windführungskanal zugeordneten Nebenkanälen zum Gegenstand, bei welchem die Nebenkanäle von kingdüsenräumen gebildet sind, die sich unmittelbar als Führungen für den aus dem Laufrad austretenden Wind an das Laufrad bzw. an den Führungskanal für den das Laufrad durchströmenden Wind anschließen. Dadurch, daß sich die Nebenkanäle als Ringdüsenräume, die den Hauptkanal umschließen, mit ihren Austrittsöffnungen unmittelbar an die Austrittsseite des Laufrades anschließen, wird eine erhöhte Ejektorwirkung an der Windaustrittsseite der Turbine ausgeübt. Dieselbe Wirkung wird an sich auch durch :die bekannten Rohrdüsen erzielt. Diese sind ebenfalls konzentrisch zürn Hauptkanal gelegen. Es erfolgt aber die Saugwirkung nicht am ganzen Umfang wie bei den Ringdüsen gemäß der Erfindung.
Nach der Erfindung werden jeder Turbine mehrere zueinander konzentrisch liegende rin-düsenartige Nebenkanäle zugeordnet, und es werden die Nebenkanäle, von der Eintrittsöffnung des Windführungsgehäuses der Turbine ausgehend, hintereinander gestaffelt angeordnet, damit an der Austrittsseite des Windführungsgehäuses der Turbine eine sich über eine möglichst große Länge erstreckende Ejektorwirkung erzielt wird.
Bei der gestaffelten Anordnung der Windführungskanäle wird man die Formgebung der einzelnen die Kanäle bildenden Rohr-bzw. Ringstücke so wählen, daß das den äußeren Abschluß bildende Rohrstück von einem zylindrischen bzw.einem nahezu zylindrischen Teil gebildet ist und die innerhalb dieses Rohrstückes liegenden, die Windführungskanäle bildenden Rohrstücke, von der Trichterform des Windführungsgehäuses ausgehend, mit zunehmender radialer Entfernung ihrer Lage von dem Gehäuse sich der Zylinderform angleichen. Durch diese unterschiedliche Formgebung .der konzentrisch zueinander angeordneten Windführungskanäle wird erreicht, daß die Strömungsrichtung des durch diese Kanäle geführten Windes sich an der Austrittsseite des Windführungsgehäuses auf kürzester Entfernung der äußeren Windströmung angleicht, also Wirbelbildungen an der Turbinenaustrittsseite weitgehend vermieden sind.
Um die Reibungsverluste an den Seitenwänden der Windführungskanäle und an den Wänden des Windführungsgehäuses zu verringern, wird man als Aufbaumaterial dieser Teile des Aggregates Glas- oder Kunstharzprodukte wählen. Dabei ist einem farblosen, durchsichtigen Aufbaumaterial der Vorzug zu geben, da daraus bestehende Aggregate den Vorteil haben, in der Naturwenig in Er= scheinung zu treten.
Für die Verwirklichung der Erfindungsmerkmale ist es gleichgültig, welche Art von Windturbinenaggregaten damit ausgerüstet ist. Es können solche sein, bei denen ein Turbinenlaufrad einen elektrischen Generator antreibt, der in dem itn W indführungsgehäuse abgestützten Lagerkörper des Laufrades angeordnet ist. Auch kann der elektrische Generator außerhalb desWindführungsgehäuses, z. B. an den Tragelementen des Aggregates angeordnet sein. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, einen solchen Aufbau des Turbinenaggregates zu wählen, bei dem das Stromerzeugeraggregat mit einem Innen-undAußenläufer versehen ist und jeder der Läufer von konzentrisch zueinander angeordneten Laufradschaufelkränzen angetrieben wird. Dabei ist es auch möglich, mehrere von je zwei konzentrisch zueinander angeordneten Laufradkränzen angetriebene Stromerzeuger in einem Aggregat zu vereinigen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung der Zeichnung dargestellt. Es ist ein Turbinenaggregat gezeigt, bei dem die elektrische Maschine von einem Innenläufer za und einem Außenläufer o gebildet ist. Jeder Läufer st, o wird von einem Schaufelkranz p und q angetrieben, und zwar gegenläufig zueinander, wie es an sich bekannt ist. Zur Erzielung einer erhöhten Windgeschwindigkeit an der Austrittsseite der Laufräder p und q sind dem Windführungsgehäuse t die Rohrstücke u, und u3 zugeordnet, die ringartige Windführungskanäle v bilden. Durch die erhöhte Windgeschwindigkeit in diesen Nebenkanälen v wird an der Austrittsseite der Turbine eine Ejektorwirkung erzielt, die die Windaustrittsgeschwindigkeit an den Laufrädern vergrößert und eine Wirbelbildung an dieser Stelle vermeidet. Die Formgebung der Nebenkanäle v ist so getroffen, daß sich der von der Verkleidung u3 gebildete Kanal der Ringzylinderform angleicht, während der von der Verkleidung u1 gebildete Kanal sich der Form des Windführungsgehäuses t anpaßt, also ringdüsenartig ausgebildet ist. Durch diesen von den verschiedenen Kanälen v gebildeten allmählichen Übergang auf die Zylinderform wird erreicht, daß der Wind an der Turbinenaustrittsseite auf kürzestem Wege sich der äußeren Windströmung angleicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Innerhalb eines trichterförmigen Windführungskanals angeordnetes Windturbinenaggregat mit dem Führungskanal zugeordneten Nebenkanälen zur Erzeugung einer Ejektorwirkung an der Austrittsseite der Windturbine, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkanäle (v) von zueinander konzentrisch liegenden, von der Anströmseite ausgehend, hintereinander gestaffelt angeordneten Ringdüsen (u1 bis is3) gebildet sind.
2. Windturbinenaggregat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Nebenkanal von einem zylindrischen bzw. nahezu zylindrischen Rohrstück (u3) gebildet ist und die innerhalb dieses Rohrstückes liegenden, die Nebenkanäle (v) bildenden Rohrstücke (ui, us) in ihrer Formgebung, von der Trichterform des Turbinengehäuses ausgehend, mit zunehmender radialer Entfernung ihrer Lage von dem Gehäuse sich der Zylinderform angleichen.
3. Windturbinenaggregat nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Windführungskanäle aus Glas-oder Kunstharzkörpern bestehen.