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Turbinenbattene filr Windbetrieb.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet die Vereinigung der im Patent Nr. 96642 beschriebenen
Kettenturbinen für die Zwecke einer Grosskraftstation zu einer Batterie und der Schutz des derartigen
Turbinensystems gegen stürmische Winde.
Der Gegenstand der Erfindung ist beispielsweise auf der Zeichnung veranschaulicht, in der Fig. 1 die Turbinenbatterie in Vorderansicht, teilweise im Schnitt, Fig. 2 in Seitenansicht und
Fig. 3 ein in ptericoidaler Form ausgebildetes Tragfläehensystem darstellt. Die Fig. 4 und 5
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in einem in Form eines geeigneten Fachwerkes ausgebildeten Rahmenwerk angeordnet. Zwischen den einzelnen Turbinen bzw. Trichtern ist ein geeigneter Zwischenraum gelassen zu dem Zwecke, damit die durch diese Zwischenräume hindurchströmende Luft neben den Austrittstrichtern vorbeiströmend durch ihre auf dieselben ausgeübte Saugwirkung die Wirkung der Turbinen erhöhe.
Auf der Zeichnung sind auf der rechten und linken Seite der Mittelachse des Systems je zwei senkrechte Turbinenreihen ve :anschaulicht, jedoch können auch mehrere angeordnet werden.
Die Kraftabgabe an die Hauptwelle 8 geschieht folgendermassen : Die auf die Enden der WeRen der einzelnen Turbinen 1 aufgekeilten Riemen- oder Kettenräder 6 (Fig. 1, 4 und 5) sind durch Riemen oder Ketten 7 miteinander und mit den Rädern 9 der in der : Mitte befindlichen Hauptwelle 8 verbunden derart, dass jede Turbine ihre Kraft der ihr näherliegenden Welle der nächsten Turbine übergibt. Diee Kraft wird unter Zugabe der eigenen Kraftproduktion durch die Turbinenkette selbst bis zur nächsten
Turbine bzw. bei der in der Reihe letzten Turbine bis zur Hauptwelle weiterbefördert.
Bei grösseren Turbinenbatterien laufen die in verschiedenen Höhen angebrachten Turbinen zufolge der abweichenden Geschwindigkeiten der sich in verschiedenen Höhen fortbewegendon Luftströme mit verschiedenen ökonomischen Geschwindigkeiten. Zur Ausgleichung dieser Abweichungen werden die Übersetzungen zwischen den in den verschiedenen Höhen befindlichen einzelnen wagrechten Turbinen- reihen und der Hauptwelle der Erfindung gemäss mit Berücksichtigung der senkrechten Verteilung der
Geschwindigkeiten derart gewählt, dass die in den Luftschichten von höherer Geschwindigkeit befindlichen
Turbinen ihre Kraft mit einer grösseren, die in den Luftschichten von geringerer Geschwindigkeit befind- lichen aber mit einer kleineren Übersetzung an die Hauptwelle abgeben, wobei unter Übersetzung jene Zahl zu verstehen ist,
die durch die Division der Umdrehungszahl der Turbinenräder durch die der Haupt- welle entsteht. Diese Verschiedenheit der Übersetzungen wird in einer an und für sich bekannten Weise durch entsprechende Wahl der Durchmesser der Transmissionsriemen bzw. Kettenräder bewirkt.
Es kann vorkommen, dass einzelne Turbinen zwecks Reparatur insbesondere aber zwecks Nach- spannung oder Auswechslung der Treibriemen ausser Betlieb gesetzt werden sollen. Zu diesem Zwecke werden auf der Hauptwelle in Falle eines Riemenantriebes lose und aufgekeilte Riemenscheiben an- geordnet. Wenn nun der Riemen auf die lose Riemenscheibe geschoben wird, wird der Zusammenhang der Turbinenreihe mit der Hauptwelle unterbrochen und nun kann nach der Abschliessung oder Abbremsung der Turbine die nötig gewordene Reparatur leicht verrichtet werden.
Wenn es sich nur um die Auswechslung des Riemens handelt und es wünschenswert wäre, dies ohne Abstellen der Turbinen verrichten zu können, so werden zu diesem Behufe auch die Turbinenräder selbst mit losen Riemenscheiben versehen, so dass,
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Falle von Kettenrädern werden die losen Riemenscheiben durch in den Rädern angeordnete Kupplungen ersetzt.
Auf das untere Ende der Hauptwelle 8 ist ein Zahnrad 10 aufgekeilt (Fig. 1), das durch die Trieb-
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angeordnet sind und dessen fachwerkartige Ausbildung den Durchgang der Treibriemen ermöglicht. Das Traggestell der Batterie findet unten in dem Fachwerk 19 seine Fortsetzung, welche sich mit Hilfe von Rädern 20 auf die an die Decke der Maschinenhaile 21 verlegte Kreissehiene 22 stützt.
Zu einer wirksamen Befestigung der Turbinenbatterie dienen die auf beiden Seiten der Batterie angeordneten Drahtseilpaare 23, 24, welche von den Wagen 27, 28 in V-Form abzweigen und oben zu
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Befestigung erreicht, wobei die Befestigungsdrahtseile zufolge ihrer schrägen Anordnung auch im Falle eines Sturmes der sieh verdrehenden Turbinenbatterie mit den Wagen zusammen sicher folgen werden.
Ausserdem kann zur Befestigung der Turbinenbatterie jede andere, sei es auf Zug, sei es auf Druck beanspruche Vorrichtung zusammen mit den Drahtseilpaaren oder ohne sie verwendet werden. Die Trag- werkstäbe sowie die Tragwelle können Flugzeugbestandteilen ähnlich mit einer Verschalung versehen werden, derart, dass Flächen von geringem Luftwiderstand entstehen. Die Säulenreihe kann auch seitlich und oben bedeckt werden, wobei der derart entstandene Raum als Werkstatt oder Lager dienen kann.
Zum Einstellen der Batterie in die jeweilige Windrichtung kann die bekannte Windfahne, ein mit einem Schneckenantrieb zusammenwirkendes Hilfswindrad oder aber vorteilhaft die im Patente Nr. 96642 beschriebene asymmetrische Ausbildung der Ein-und Austrittstrichter dienen, wobei der Aushub- trichter wesentlich länger ausgebildet ist als der Einflusstrichter. Auf der Zeichnung (Fig. 2) ist diese Ausführungsform veranschaulicht.
Die Beanspruchung sämtlicher Träger wird aber wesentlich herabgemindert durch das um die Turbinenbatterie angeordnete Tragflächensystem, das dem auf Umsturz der Turbinenbatterie gerichteten Bestreben des Windes gegenüber das Gleichgewicht grösstenteils aufrechterhält. Dieses Tragflächensystem, das aus den beiderseits angeordneten Tragflächensystemen 29, 30, sowie aus unten eingebauten langen Tragflächen 31 besteht, strebt unter der Wirkung des Windes die Austrittsseite der Turbine zu heben und ruft dadurch ein derartiges Drehmoment hervor, das der durch den Wind auf das System ausgeübten Wirkung entgegenwirkt.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden als solche Tragflächen die in dem Flugzeugbau gebräuchlichen Pterieoidfächen angewendet, welche auf Fig. 3 auch für sich dar-
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liefern bekanntlich bei gleichem wagerechten Luftwiderstand eine viel grössere Hebekraft, als einfache ebene Flächen. Diese Tragflächen können auch an anderen Stellen der Turbinenbatterie, z. B. als eine Verlängerung der unteren Wand der Austrittstrichter angeordnet werden. Die Tragflächen können feststehend ausgebildet, aber auch mit'irgendwelcher bekannten Einstellvorrichtung versehen werden, mit deren Hilfe der Anstellwinkel der Flächen geändert werden kann.
Durch diese Tragflächen wird auch das Einstellen des Systems in die Windrichtung in grossem Masse erleichtert, insbesondere dann, wenn die Tragflächen durch senkrechte Scheidewände in Fächer geteilt sind.
Die auf der Figur dargestellte Höhe der Maschinenhalle und das Verhältnis dieser Höhe zu der Höhe der Säulen 25 bzw. Kreisschiene 26 ist nur beispielsweise angegeben. Behufs besserer Baugrnndausnutzung und zur Unterbringung von Arbeitsmaschinen, Lagern, Wohnungen usw. kann auch die Ausführung des Gebäudes in mehreren Stockwerken vom Vorteil sein, was auch mit dem weiteren Vorteil verbunden ist, dass die Turbinenbatterie in die höheren Luftschichten ragt. In diesem Falle überragt das Gebäude weit die Höhe der Kreisschiene 26, deren Höhe lediglich durch die Möglichkeit eines bequemen Verkehrs unter
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wagerechter Luftwiderstand dem durch den Wind ausgeübten Drehmoment entgegenwirkt.
Die Tragflächen 29, 30 setzen sich oben dann nicht bis zum oberen Niveau der Batterie fort, sondern sie endigen niedriger, so dass ihre Plätze durch Turbinen ausgefüllt werden können.
Die Tragflächen können nicht nur hinter der Batterie, sondern auch vor ihr, naturgemäss um 180 verdreht angebracht werden, in welchem Falle sie nicht eine nach unten, sondern eine nach oben gerichtete
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Trichterröhren versehene Windturbine veranschaulicht. Durch 80 ist die Windturbine bezeichnet, an welcher die starren Trichterrahmen 81, 82 befestigt sind. Diese Trichterrahmen sind mit um Scharniere 83,
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im Gleichgewicht gehalten sind.
Diese Platten öffnen sich, wenn die Stärke des in Pfeilrichtung strömenden Windes eine gewisse, durch die Stärke und Vorspannung der Federn bestimmte Grösse übersteigt, in die auf der Figur punktiert bezeichnete Lage links nach aussen, rechts aber nach innen, wodurch die durch die Trichter dargestellte, dem Winde entgegengestellte Fläche wesentlich verkleinert wird, während wenn die Windstärke wieder auf ihren Normalwert sinkt, diese Seitenplatten unter der Wirkung der Federn wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Turbinenbatterie für Windbetrieb, gekennzeichnet durch in einem Fachwerk in nebeneinander und übereinander liegenden Reihen angeordnete Kettenturbinen, wobei zwischen den Reihen sowohl in senkrechter, wie auch in wagerechter Richtung Zwischenräume für die freie Durchströmung der an der hinteren Seite der Turbine eine Saugwirkung hervorrufenden Luft gelassen sind.