AT395046B

AT395046B - Vorrichtung zur umwandlung von windkraft in mechanische energie

Info

Publication number: AT395046B
Application number: AT47789A
Authority: AT
Original assignee: Suleiman Nawaf; Aljidaieh Mustafa
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1992-08-25
Also published as: ATA47789A

Description

AT 395 046 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von Windkraft in mechanische Energie, mit einem Gestell, an dem ein dem Wind ausgesetztes bewegliches Windangriffselement angeordnet ist, dessen Bewegung auf einen Kurbelarm eines Getriebes übertragen ist, an das vorzugsweise ein elektrischer Generator angeschlossen ist.

Es sind zahlreiche Windkraftmaschinen bekannt, von denen die meisten mit Flügelrädern ausgestattet sind. In S erster Linie ist bei solchen Maschinen nachteilig, daß sie eine große Bauhöhe »fordern und großen Platzbedarf haben.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist bereits eine Windkraftmaschine der vorstehend dargelegten Art vorgeschlagen worden, bei der als Windangriffselemente ebenfalls Flügel vorgesehen sind, die jedoch jeweils über einen Arm mit einer Kurbelwelle verbunden sind und gleichzeitig eine Translationsbewegung und eine Schwenkbewegung um 10 eine durch den Arm verlaufende Achse ausführen. Diese Maschine ist trotz ihr» verringerten Bauhöhe kompliziert aufgebaut und weist große bewegte Massen auf.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Windkraftmaschine gering» Bauhöhe, die einfach und mit geringen bewegten Massen aufgebaut ist und zuverlässig funktioniert.

Dieses Ziel wirdmit einer Vorrichtung d» eingangs angegebenen Art dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß das 15 Windangriffselement aus einer flexiblen Bahn besteht, die in Form einer Pyramidenfläche ausgebildet ist, wobei die Ränd» der flexiblen Bahn im wesentlichen in einer horizontalen Ebene liegen und die Spitze der flexiblen Bahn in Ruhelage unter dieser Ebene liegt, daß die Spitze der flexiblen Bahn über ein im wesentlichen vertikal angeordnetes Verbindungsglied an den Kurbelarm des Getriebes angeschlossen ist, und daß das Getriebe mit einem Freilauf ausgestattet ist. 20 Auf diese Weise schafft die Erfindung eine Vorrichtung zur Umwandlung von Windkraft in mechanische

Energie, die mit wenigen leichten und einfachen Bauteilen aufgebaut ist und aufgrund ihrer geringen bewegten Massen sowie ihrer Reibungsarbeit auch bei kleinen Windstärken, vor allem aber unabhängig von der Windrichtung arbeitet und zuverlässig funktioniert. Der äußerst einfache Aufbau sowie die Zuverlässigkeit d» Erfindung machen sie insbesondere für Entwicklungsländer mit geringen technischen Möglichkeiten geeignet 25 In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist von Vorteil, wenn an d» flexiblen Bahn an deren Unterseite sowie entlang der Seitenkanten ihrer Pyramidenfläche Seile od. dgl. vorgesehen sind, die ein»seits an der Spitze der Pyramidenfläche miteinander sowie mit dem V»bindungsglied verbunden und anderseits im Bereich der Ränd» d» flexiblen Bahn an dem Gestell befestigt sind. Solchermaßen läßt sich der Aufbau d» Vorrichtung weit» vereinfa-chen. 30 Günstig ist auch, wenn das Getriebe unterhalb der flexiblen Bahn angeordnet und das V»bindungsglied als Seil ausgebildet ist. Dies vereinfacht weiter den Aufbau der Vorrichtung und schützt das Getriebe vor Witterungs-einflüssen.

Schließlich kann das Getriebe mit einem Schwungrad versehen sein, wodurch der Betrieb der Vorrichtung gleichmäßiger wird. 35 Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugt»! Ausführungsbeispieles näh» »läutert, das in den

Zeichnungen schematisch dargestellt ist; es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Zuschnitt der flexiblen Bahn, Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht der »findungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung in Ruhelage und Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung im Betrieb.

Gemäß Fig. 2 bis 4 weist die Vorrichtung ein würfelförmiges Gestell (1), das aus miteinander verbundenen 40 Stäben, z. B. verschweißten Eisenstäben besteht. An den oberen vi»Ecken des Gestells (1) sind Halterungen in Form von Ringen angebracht An je zwei einander diagonal gegenüberliegenden Ringen sind Seile (2.1), (2.2) befestigt, die jedoch nicht gespannt sind, sondern um denselben Betrag durchhängen. An d» Kreuzungsstelle d» beiden Seile (2.1), (2.2) sind diese miteinander sowie mit einem im wes»itlichen vertikal angeordnet»! V»bindungsglied (2.3), zweckmäßig ebenfalls einem Seil, v»bunden. 45 Fig. 1 zeigt einen Zuschnitt einer flexiblen Bahn (3), etwa eines wasserabweisenden Stoffes, in Form eines

Malteserkreuzes. Der Zuschnitt weist von den Ecken eines Quadrates zur Mitte veijüngte Einschnitte auf, deren Ränd» mit (3.1) bis (3.8) bezeichnet sind. In d» Mitte ist die flexible Bahn (3) mit ein» Öffnung v»sehen, die bei der fertigen Vorrichtung zur Ableitung von Reg»iwass» od. dgl. dient Die Ränder (3.1) und (3.2), (3.3) und (3.4), (3.5) und (3.6) sowie (3.7) und (3.8) d» Einschnitte w»den miteinander verbunden, sodaß die flexible Bahn (3) die 50 Form einer Pyramidenfläche erhält Die Einschnitte und die Länge der Seile (2.1) und (22) sind derart aufeinander abgestimmt daß die Länge der Seile (2.1), (22) der doppelt»! Kantenlänge der Pyramidenfläche d» flexiblen Bahn (3) entspricht.

Gemäß Fig. 2 bis 4 ist die flexible Bahn (3) sowohl an den oberen vier Stäben des Gestells (1) als auch an den beiden Seilen (2.1) und (2.2) befestigt 55 In der Mitte zwischen zwei vertikalen Stäben des Gestells (1) ist ein vertikal» Steh» vorgesehen, von dessen

Fußpunkt eine waagrechte Traverse zur Mitte des gegenüberliegenden Stabes des Gestells (1) verläuft In einem Abstand von der Außenseite des Gestells (1) ist eine vertikale Strebe (6) angeordnet, die an der Oberseite über einen . -2-

Claims

AT395046B Querbalken an den Steher angeschlossen ist An der Strebe (6) ist ein in einer durch die Mitte des Gestells (1) verlaufenden Vertikalebene angeordnetes Zahnrad (5) gelagert, das mit einem Schwungrad (10) gekoppelt und über eine Kette mit einem kleineren Zahnrad (8) verbunden. Dieses Zahnrad (8) ist mit einer auf einer gemeinsamen Achse (7) sitzenden Keilriemenscheibe (9) fest verbunden, die ihrerseits über einen Keilriemen mit einer weiteren, kleineren Keilriemenscheibe (11) in Verbindung steht Auf diese Weise ist ein Untersetzungs-Getriebe gebildet das weiters mit einem Freilauf ausgestattet ist. An die Keilriemenscheibe (11) kann eine Maschine, insbesondere ein elektrischer Generator angeschlossen werden. Mit dem durchmessergrößeren Zahnrad (5) ist ein Kurbelarm (4) verbunden, dessen freies Ende unterhalb der Mitte der flexiblen Bahn (3) angeordnet und an das Verbindungsglied (23) angeschlossen ist Wie Fig. 2 und 3 zeigen, verläuft in Ruhelage der Vorrichtung, d. h. bei Windstille, der Kurbelarm (4) angenähert parallel zu den Seitenkanten der Pyramidenfläche der flexiblen Bahn (3). Bei Wind wirkt dieser auf die flexible Bahn (3) sowohl direkt auf deren Unterseite als auch durch Unterdrück auf deren Oberseite. Dadurch wird die flexible Bahn (3) nach oben bewegt undzieht mittels des Verbindungsgliedes (23) den Kurbelarm (4) in die Höhe. Diese Bewegung wird über das Getriebe (5), (8), (9) auf die Keilriemenscheibe (11) und gegebenenfalls auf den Generator übertragen. Bei gleichen Windkräften an der Ober- und Unterseite der flexiblen Bahn (3) wird diese infolge des Eigengewichtes des Kurbelarmes (4) nach unten gezogen. In dieser Lage der flexiblen Bahn (3) wirken die Windkräfte wieder in der erstgenannten Weise auf die flexible Bahn (3) ein, wodurch sich der Vorgang wiederholt Wegen des in das Getriebe (5), (8), (9) eingebauten Freilaufes wird die Keilriemenscheibe (11) und die damit verbundene Maschine im selben Drehsinn angetrieben, wobei der Antrieb dank des Schwungrades (10) ausreichend gleichmäßig ist. Es versteht sich, daß mehrere Vorrichtungen nebeneinander aufgebaut und miteinander gekoppelt werden können. Dies hat nicht nur den Vorteil, daß die angeschlossene Maschine praktisch gleichförmig und mit größeren Kräften angetrieben wird, sondern auch den Vorteil, daß die Vorrichtung nicht nach der Windrichtung ausgerichtet werden braucht. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zur Umwandlung von Windkraft in mechanische Energie, mit einem Gestell, an dem ein dem Wind ausgesetztes bewegliches Windangriffselement angeordnet ist, dessen Bewegung auf einen Kurbelarm eines Getriebes übertragen ist, an das vorzugsweise ein elektrischer Generator angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Windangriffselement aus einer flexiblen Bahn (3) besteht, die in Form einer Pyramidenfläche ausgebildet ist, wobei die Ränder der flexiblen Bahn (3) im wesentlichen in einer horizontalen Ebene liegen und die Spitze der flexiblen Bahn (3) in Ruhelage unter dieser Ebene liegt, daß die Spitze der flexiblen Bahn (3) über ein im wesentlichen vertikal angeordnetes Verbindungsglied (23) an den Kurbelarm (4) des Getriebes (5,8,9) angeschlossen ist, und daß das Getriebe (5,8,9) mit einem Freilauf ausgestattet ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der flexiblen Bahn (3) an deren Unterseite sowie entlang der Seitenkanten ihrer Pyramidenfläche Seile (2.1,2.2) od. dgl. vorgesehen sind, die einerseits an der Spitze der Pyramidenfläche miteinander sowie mit dem Verbindungsglied (23) verbunden und anderseits im Bereich der Ränder der flexiblen Bahn (3) an dem Gestell (1) befestigt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (5,8,9) unterhalb der flexiblen Bahn (3) angeordnet und das Verbindungsglied (23) als Seil ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (5, 8, 9) mit einem Schwungrad (10) versehen ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -3-