DE9311831U1

DE9311831U1 - Windgetriebene Anordnung mit einem auf einem stationären Sockel drehbar befestigten, auf einer Drehwelle umlaufenden Windrad, und einem mit der Drehwelle gekoppelten Stromerzeuger

Info

Publication number: DE9311831U1
Application number: DE9311831U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-08-07
Filing date: 1993-08-07
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2003-08-08

Description

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Windgetriebene Anordnung

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 nachgestellt werden muß, damit ein optimaler Anströmwinkel sichergestellt 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 Leistungsausbeute 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

Saite des Rahmens es geben.Dadurch wird das Windrad in Rotation versetzt.Dabei ist sichergestsl1t,das die einzelnen Flügelfelder bei der Drehung des gesamten Windrades fortlaufend in Stellung kommen,in denen die Windrichtung senkrecht zur Flügelfläche steht und damit der Winddruck voll ausgenutzt wird.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausfuhrungsbeispieles erläutet.Es zeigt:

Fig.l eine schematische Darstellung der Wirkungsweise der Erf indung,

Fig.2 eine perspektivische Ausführungsform der Erfindung,

Fig.3 eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig.2 , Fig.4 eine Aufsicht der Darstellung nach Fig.2 b.z.w. 3 ,

Fig.5 eine Prinzifaskitzze der Anordnung nach asr Erfindung in . Seitsnansicht,wobei nebeneinander zwei um ISO Grad versetzte Flügelflächen in ihrer Position quer zur Windrichtung dargestellt sind, und

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

Fig.7 eins Ausführungsform der Winflügel

Fig.S eine Ausführungsform der Windflügel,an der Drehwelle,mit dargestellten Ihnenverstrebungen und Stützrad nach' Fig.7

Fig.9 eins weitere Ausführungsform nach Fig.2 .

Figur 1 zeigt ein Drehkreutz 1 mit vertikalen RahmenteiIen2,3,4,5, die armkreutzformig an einer Drehwelle 2befestigt und um jeweils einen Winkel von 90 Grad voneinander versetzt sind. Die Rahmenteile 2-5 weisen Flügelklappen 7,8,9,10 auf .Die auf das Flügelrad 1 eiwirkende Windrichtung ist mit W dargestellt.

Die auf der vertikalen Drehwelle 6 angeordneten Rahmenteile 2—5 sind, wie am besten aus Figur 2 hervorgeht ,rechteckförmige',-"-Rahmenteile mit horizontalen oberen und■unteren Rahmenelementen ■ -' 11,12,' vertikalen Seitenelementen 13 und Drehwelle 6. .,V-.'-·· ~ ."'.-.:.-·

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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', 9'¹ sich jalousieartig voneinander entfernen, wenn ein Winddruck auf sie in der einen Richtung einwirkt, während bei Windrichtung von der entgegengesetzten Seite die Flügelklappen 9, 9', 9'' an der Überlappungsstelle aneinander anliegen und damit ein Winddurchtritt unterbunden wird. Die übereinander 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 entgegengesetzten Richtung ist bei dieser Ausführungsform an den Rahmenelementen 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 kreissymmetrischer 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

Claims

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 elektrische 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 Rückführvorrichtung aufweisen, damit die Flügelklappen selbsttätig wieder, z.B. durch Federwirkung, in die Ausgangsposition zurückgeführt 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.

1. Windgetriebene Anordnung mit einem auf einem stationären Sockel drehbar befestigten, auf einer Drehwelle umlaufenden 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 jalousieartig überlappen, derart, daß sie in der einen Richtung parallel zueinander unter Einwirkung der Windkraft in in Windrichtung öffnendem Sinne ausklappbar .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) kreuzförmig 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) sternförmig mit mehr als vier gleichen radialen Windflügeln ausgebildet ist.

5.Windgetriebene Anordnung nach einen der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,das" die Flügel klappen einzeln in Drehlagern im Rahmengestell gelagert sind.

&aacgr;.Windgetriebene Anordnung nach einen der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet ,das" die Windflügel dreiecksvömmig ausgebildet sind,so das sie zur :£>rehwel Ie unten breit und oben schräg zusammenlaufend angeordnet sind«(ZEICHNUNG Figur 7)

7.Windgetriebene Anordnung nach einen der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet ,das" die Wind-flügel in sich verstrebt sind,

8.Windgetriebene Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,das" in die Windflügel zusätzliche Rahmenverstrebengen vorgesehen sind die wetikal und horizental festervörmigangeordnet sind die als Flügelklappen Anschlag und Stabielitätsträger vorgesehen sind.(Zeichnung Figur S)

9.Windgetriebene Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,das"die Windflügel die dreieckich angeordnet sind,nach oben hin stuffenvörmmig zusammen laufen. (Zeichnung Figur 8)

10.Windgetriebene Anordnung nach einen der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet das" unten am äusseren Ende oder unten in der Mitte der Windflügel, als zusätzlicher Stabielie-

sator Stützräder angeordnet sind.(Zeichnung Figur 8)

11.Windgetriebene Anordnung nach einen der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet,das die Windflügel zum Nachbarwindflügel Verstrebeungen aufweisen.

12.Windgetriebene Anordnung nach einen der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet,das",die Flügelklappen mit Gummi auflagen ausgebildet sind zwecks Geräusch Verminderung.

3.Windgetriebene Anordnung nach einen der Ansprüche 1-12, adurch gekenzeichnet das die Flügelklappen Rahmenanschlagössen

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dadurch
aufweisen

14.Windgetriebene Anordnung nach einen der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet,die Durchborungen der Rahmen Lagerschallen aufwei sen.

15.Windgetriebene Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,das an den Rahmen und Rahmenverstrebungen der Windflügel Lagerhalterungen der Flügelklappen angeortnet sind.

16. Windgetr.iebene Anordnung nach einen der Ansprüche 1-15 dadurch gekennzeichnet,das"neben der Windanlage eine Befestigungssäule senkrecht angeortnet ist,die am oberen Ende mit einer wagrechten angeordneten Befestigungsstrebe mit den am oberen Ende des Windrades ( Drehwelle) Angeordneten Lager befestigt ist.