An das Österreichische Patentamt
Dresdner Strasse 87, 1200 I E N Lichtenwört , 23. Juni 2006
VERTIKAL-WINDKRAFT-ANLAGE MIT BREMSWIND-VERDECK UND NUTZWIND-VERSTÄRKER
Die Erfindung betrifft eine "Vertikal-Windkraft-Anlage mit Bremswind-Verdeck und Nutzwind-Verstärker" .
Schon seit dem Altertum gibt es Windkrafträder [iota] in den verschiedensten Ausfüh= rungsarten. - Je nach Lage ihrer Rotorwellen, werden sie in so genannte "Vertikal-" oder "Horizontal-Windkraftmaschinen" eingeteilt. In der Regel haben die Horizontal= maschinen, deren Rotorwellen waagrecht liegen und mittels Windrichtungsführung im= mer gegen die Windrichtung ausgerichtet werden, luftschraubengleiche, 90? .gerauscht voll zur Windrichtung drehende "Rotorflügel".
Die Vertikalmaschinen, deren Rotorwel= len der Länge nach, wie auch bei gegenständlicher Erfindung, zur Windrichtung ste= hen, haben schaufeiförmige Roterblätter, (in der Folge "Rotorschaufeln" genannt) die geräuschlos genau in Windrichtung drehen.
An den derzeit fast ausschliesslich anzutreffenden, riesengrossen "Drei-RotorflügelHorizontalmaschinen, ist zweifellos bezüglich ihrer Festigkeits- u. Windausnützungs= berechnung, kaum etwas zu verbessern. Vor allem sind hier die horizontal wirkenden "Zerreiss- u.
Biegemomente" samt Hebelgesetz an den "Rotorflügeln" bis zur äussersten Möglichkeit ausgewertet. - Jedoch stehen diese Kolosse weltweit wegen ihrer erschre= ckenden Landschaftsverschandelung, ihrer unerträglichen Lärmerzeugung und anderer un= akzeptabler, oft gefährlicher Nachteile, in argem Misskredit. - Auch erfordern diese Horizontalmaschinen einen gigantischen Baukostenaufwand, der sich bekanntlich erst in vielen Jahren amortisieren kann, wenn in dieser langen Zeit nichts Unvorhergesehe= nes dazwischen kommt. - Die dünnen und sehr langen "Rotorflügeln, die zu allen mög= liehen Windrichtungen vertikal rotieren, benötigen eine entsprechend hohe u.
schlanke Turmkonstruktion, die nur eine kleine Plattform als sehr engbemessenem Standort für ihre, im Kreis drehbare Rotorgondel samt Generator und allen anderen elektrischen und mechanischen Baugruppen erlaubt.
Diese riesigen "Turm-Gebäudewerke" sind, wie bereits erwähnt, notwendiger Weise sündteure, mächtig stahlarmierte Betonsäulen mit gewaltigen Betonfundamenten für ihre Standsicherheit und dienen in verschwenderischer, höchst unökonomischer Art hauptsäch= lieh nur diesem einen Zweck.
Sie bringen bei Windstille keinerlei Gewinn und für ihre unausbleibliche Entsorgung enorme Kosten, die niemand zahlen wollen wird.
Neben leider noch argen Nachteilen bei den ansonsten problemloseren Vertikalmaschi= nen, welche den Horizontalmaschinen auch den Vorrang einbrachten, nun bei gegenständ= licher Erfindung aber beseitigt sind, bieten gerade Vertikalmaschinen entscheidende Vorteile, die äusserst gewichtige Gründe für einen generellen Umstieg von Horizont- auf Vertikalmaschinen ergeben, wobei vorhandene Fundamente von Horizontalmaschinen gute Verwertung finden könnten.
Bei herkömmlichen Vertikalwindrädern bewirkt der Wind auf die Rotorblätter gleich= zeitig sowohl eine linksherum, wie auch eine rechtsherum gerichtete Drehkraft. Würden die Rotorblätter flach sein, wären beide Drehkräfte gleich stark.
Das Windrad würde stillstehen, oder nur nutzlos hin- und herpendeln. Gibt man jedem Rotorblatt jedoch eine Schaufelform, sodass eine Seite als konkaver Windfang- und die andere Seite kon= vex aerodynamisch wirkt, dann wird das Windrad nur mehr in eine Richtung gedreht. Trotzdem wirkt der Wind nur auf der Konkavseite als "Nutzwind" und auf der Konvexsei= te immer noch als "Bremswind".
Ein so beschaffenes Windrad dreht sich somit noch im= mer nicht mit bester Windausnützung.
Dieser Bremseffekt ist auch noch bei verbesserten Arten von Vertikal-Windrädern, wie z.B. bei dem, des Franzosen Darrieus; des Finnen Savonius; dem so gen. "H-ROTOR" und ähnlichen Konstruktionen vorhanden. - Derartige Windräder sind für eine Stromer= zeugung bedeutungslos und dienen zumeist auch nur anderen Zwecken:
einer Luftzirkula= tion, der Windgeschwindigkeitmessung u. .
Bei gegenständlicher Erfindung wird dieser "Bremswindeffekt" zur Gänze dadurch aus= geschaltet, indem die betroffene Hälfte der Vertikalmaschine auf einfache Weise, mit einem drehbaren "Bremswind-Verdeck-Gegäuse" abgeschirmt wird. - Bezogen auf den Wind= raddurchmesser und im Vergleich zu den eingeführten Horizontalmaschinen, läuft so ein Vertikalwindrad, wie bereits erklärt, noch nicht mit bester Windausnützung. - Dieser Nachteil wird dadurch völlig aufgehoben, indem das "Bremswind-Verdeck-Gehäuse" mit "Nutzwind-Verstärkerflügel" ausgestattet wird, oder die Rotorschaufeln ganz einfach und beliebig nach oben hin verbreitert werden, ohne dabei die "Zerreiss- und Biegemo= mente", die bei den Rotorflügeln, wie geschildert, bis zur äussersten Möglichkeit be= reits ausgewertet sind, im Geringsten zu beeinflussen.
- Diese Alternative hat nun den riesigen Vorteil, dass die Leistung dieser Vertikalmaschinen, mit oder ohne Verwen= düng von "Nutzwind-Verstärkerflügeln" , gegenüber den verbreiteten Horizontalmaschinen um ein beliebig Vielfaches überboten werden kann.
Weitere entscheidend wichtige Vorteile gegenständiger Erfindung sind, dass die Rotor= schaufeln, die hier genau mit der Windrichtung drehen, im Gegensatz zu den Rotorf l[upsilon]- > geln, die mit ihren hunderte Meter langen "Windbrecher-Kante " unerträglichen Lärm er= zeugen, geräuschlos laufen können und das "Fundament-Gebäude" welches bei Horizontal= maschinen notgedrungen nur ein "Einzweck-Fundament" sein kann, gleichzeitig aucb bei Windstille) einer wirtschaftlich lohnenden Wohn-,
Arbeits- und Geschäftsraumnützung dient und auch architektonisch jedem Landschafts- oder Ortsbild angepasst werden kann.
Anhand beigeschlossener Zeichnung, werden nun weitere Details bezüglich Ausstattung und Gebrauch etc. der gegenständlichen "Vertikal-Windkraft-Anlage" erläutert: Wie die schematische Darstellung zeigt, besteht die Anlage aus den Rotorschaufeln (1), (2), (3), (4), (5) und (6). Diese stehen mittels ihrer Schaufelrad-Nabe (21) und den Lauf= lager (9), (10) mit einer rohrförmigen Rotorschaufeln-Achse (7) in drehbarer Verbin= düng.
Die Rotorschaufeln-Achse (7) ist mit drei Anker-Beinen (8) in der Decke des Fun= damentgebäudes (27) unbeweglich und korrekt vertikal stehend verankert.
Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Anlage ist das Bremswind-Verdeckgehäuse (12), Damit wird diejenige Hälfte der Rotorschaufeln(l-6) , welche in ihrem Rundlauf dem Wind entgegen drehen, vom "Bremswind" abgeschirmt. Das Schaufelrad läuft ohne, Gegen= kraft in eine Richtung. - Mittels Hilfe der Gehäuse-Verstellachse (13) und dem mit ihr verbundenen Gehäuse-Verstellmechanismus (22) , wird das Gehäuse bei voller Wind= ausnützung, der Schnittlinie C-D entsprechend, immer zur Windrichtung eingestellt.
Die Gehäuse-Verstellachse (13) besitzt Gleitlager (14), (15) und ein Befestigungs= element (16). - Zwecks Verstärkung verwertbarer Windenergie, ist die nunmehrige "Nutzwindhälfte" des Gehäuses (12), mit schwenkbaren Nutzwind-Verstärkerflügeln (24), (25) ausgestattet. - Bei zustarkem Sturmwind wird das Gehäuse (12) mit der Verdeck= seite gegen den Wind gedreht, die Verstärkerflügel (24) u. (25) zugeschwenkt und die noch offenen Flächen mit der Sturmschutz-Schiebewand (26), die im Gehäuse (12) als kompakter Einzelteil deponiert ist, oder als Teilplatten ausgebildet, praktisch vom Maschinenraum (19) heraufgeschoben, sturmfest verschlossen.
Das Gehäuse (12) besitzt noch einen Gehäuseboden (17) mit Durchlassöffnungen (18).
Dieser Boden (12) dient der leichteren Reinigung des Gehäuseinneren, vor allem aber der Gesamtstabilisierung des Gehäuses, durch Verbindung mit dem Äusseren-Rotorlaufla= ger (11) zur Schaufelrad-Nabe (21) mit Generator-Antriebs-Kegelrad (21).
Die gesamte Windkraftanlage, samt Maschienenraum (19), dem Generator (20) und der Überschuss-Strom Ladestation (23), ruht auf dem Fundamentgebäude (27), welches, wie die Zeichnung zeigt, auch einer Arbeits- Wohn- und Geschäftsraumnützung dient. Somit herrscht auch bei Windstille in diesem Fundament, ein reges Leben und Geschäftsbetrieb,
Beispielsweise: Rundblick-Restaurant (28), Betreutes-Seniorenwohnen (29), Privatwoh= nungen (30-35), Verschiedene Geschäftslokale (36), Einkaufszentrum (37).