<Desc/Clms Page number 1>
Windturbine.
Die Erfindung bezieht sich auf Windturbinen, bei denen der Luftstrom mittels eines Windfanges über eine Rohrleitung dem in einem Gehäuse eingeschlossenen Turbinenlaufrad zugeleitet wird und bei denen die Regelung mittels durch den Wind gesteuerter Klappen erfolgt, die bei zu grosser Wind- stärke einen Teil des Luftstromes ableiten.
Erfindungsgemäss wird nun die durch eine in den Windkanal ragende Steuerfläche betätigte Drehklappe mit einem als Nebenschlussregler für den angetriebenen Nebenschlussgenerator ausgebildeten Schleifkontakt derart gekuppelt, dass die Leistung des Generators konstant bleibt.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung öffnet die Regelklappe bei unternormaler Windstärke das Absperrventil eines zu einem Windkessel führenden Rohres, so dass die Turbine zusätzlich mit Luft aus dem Windkessel gespeist wird.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und es zeigt Fig. 1 die Turbine im Längsschnitt ; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den unteren Teil der Turbine im Schnitt ; Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Turbine.
Die Windturbine besteht aus einem Windfang W, der bei RI am feststehenden Kanal K mittels eines Kugelkranzes drehbar gelagert ist. Die Einströmoffnung des Windfanges W, deren Querschnitt der geforderten Leistung der Windturbine entspricht, wird durch die Windfahne F gegen die Windrichtung eingestellt. Durch allmähliche Verengung des Einströmquerschnittes wird die erforderliche Windgeschwindigkeit für die Turbine erhalten. Die Turbine ist eine Spiralturbine. Die Ausströmung des in der Turbine T verarbeiteten Windes erfolgt durch ein sich allmählich erweiterndes Saugrohr S, wodurch infolge Verringerung der Ausströmgeschwindigkeit die Ausströmverluste auf ein Minimum beschränkt werden. Das Saugrohr ist gegen die Windrichtung abgeschirmt.
Durch kontinuierliche Führung des Windes, Anordnung einer Spiralturbine mit Saugrohr ist es möglich, bei dieser Turbine einen sehr guten Wirkungsgrad zu erhalten, wobei auch die Vermeidung des langen Antriebsgestänges wesentlich dazu beiträgt. Der Kanalquerschnitt ist so bemessen, dass, bei nicht zu hohen Reibungsverlusten in demselben, für die anzutreibende Dynamomaschine ökonomische Drehzahlen erreicht werden.
Da diese Turbine insbesondere zum Antrieb von Dynamomaschinen dient, ist besonderes Augen- merk auf die Regelung auf konstante Drehzahl gelegt. Der Grundgedanke der Regelung ist, das überschüssige Antriebsmittel nicht in der Turbine zu verarbeiten, sondern vor derselben ins Freie zu leiten, so dass die Turbine immer mit der gleichen Luftmenge bei gleicher Geschwindigkeit beaufschlagt wird, also bei gleichbleibender Leistung mit gleicher Drehzahl läuft. Dies wird erreicht durch eine im Scharnier G drehbar angeordnete Klappe RE.
Steigt die Windgeschwindigkeit, so wird die Klappe durch den erhöhten Druck des Windes auf ihre Steuerfläche N in den Kanal hineingedrückt und verringert dadurch den Querschnitt desselben, wobei gleichzeitig der entsprechende Querschnitt in der äusseren Kanalwand geöffnet wird und der Überschuss über die Öffnung 0 durch das Rohr A ins Freie abströmt.
Bei normaler Windgeschwindigkeit verengt die Klappe RE den Kanalquerschnitt nicht und schliesst die Öffnung 0 in der Kanalwand gegen aussen ganz ab. Als Gegengewicht für die Klappe RE dient eine Zugfeder FE, deren Federkraft entsprechend dem Flächendruck des Windes auf die Klappenfläche abgestimmt ist. Die Feder FE ist mittels Seiles über eine Rolle RO mit der Klappe verbunden. Um die bei Einregelung vorkommenden Drehzahlschwankungen auszugleichen, ist am Seil S ein Schleifkontakt KO befestigt, der, je nachdem sich die Klappe öffnet oder schliesst, sieh auf-bzw. abwärts bewegt.
Dieser Schleifkontakt KO gleitet auf einem als Nebenschlussregelwiderstand für den durch die Wind-
<Desc/Clms Page number 2>
turbine angetriebenen Nebenschlussgenerator ausgebildeten Schiebewiderstand Es wird damit erreicht, dass auch bei Einregelung die Spannung des Generators, konstante Belastung vorausgesetzt konstant gehalten wird.
Die Turbine ist deshalb als Spiralturbine ausgebildet, da sich diese Type am besten für die Regelung des Antriebsmittels auf konstante Geschwindigkeit eignet und ausserdem diese Anordnung noch die unmittelbare Anbringung der Regelklappen KL am Spiralgehäuse ermöglicht. Diese Klappen KL arbeiten analog der vorher geschilderten Klappe und werden mittels einer Feder an das Spiralgehäuse angepresst, deren Druck wieder dem Flächendruck des Windes auf die Klappe KL entsprechend abgestimmt ist.
Um in windarmen Gegenden den bei dieser Windkraftanlage angeordneten Akkumulator, der als Stromreserve bei Windstille dient und durch den durch die Windturbine angetriebenen Nebenschlussgenerator gespeist wird, nicht zu gross dimensionieren zu müssen, wurde folgende Einrichtung getroffen : In den Luftkanal K mündet ein Luitrohr Z aus einem Windkessel (nicht gezeichnet). Bei Windstille wird der Windkessel mittels einer selbsttätigen Steuerung Y durch die Rohrleitung Z mit dem Kanal K verbunden, wobei die aus dem Windkessel strömende Luft zum Antrieb der Turbine bei Windstille dient.
Auch wenn die Windgeschwindigkeit zu klein ist, wird durch die vorher genannte Steuerung Y durch die Leitung Z so viel Luft aus dem Windkessel gelassen, dass die normale Windgeschwindigkeit für die Turbine erreicht wird. Die automatische Steuerung wird dadurch erreicht, dass sich die Klappe RE um das Scharnier G auch nach aussen drehen kann und sich dadurch der am Seil S befestigte Anschlag X so weit senkt, dass der drehbare Hebel Y das Einströmventil der Leitung Z vom Windkessel zu dem Turbinenkanal öffnet. Als Gegengewicht für die Klappe RE dient in diesem Falle eine zu ihr senkrechte Fläche, die mit der Klappe fest verbunden ist und vom äusseren Winddruck nach abwärts gedrückt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Windturbine, bei welcher der Luftstrom mittels eines Windfanges über eine Rohrleitung dem in einem Gehäuse eingeschlossenen Turbinenlaufrad zugeleitet wird, wobei zwecks Leistungsregelung durch den Wind gesteuerte Klappen vorgesehen sind, die bei zu grosser Windstärke einen Teil des Luftstromes ableiten, dadurch gekennzeichnet, dass die durch eine in den Windkanalragende Steuerfläehe (y) betätigte Drehklappe (RE) mit einem als Nebenschlussregler für den angetriebenen Nebenschlussgenerator ausgebildeten Schleifkontakt R gekuppelt ist, derart, dass die Leistung des Generators konstant bleibt.