BE894268A - Wind-powered generator suspended from balloon - comprises banks of quasi-cylindrical sail generators below tethered balloon or airship to provide power to ground installation - Google Patents

Description

  "Windkraftgenerator"

  
Die Erfindung betrifft einen Windkraftgenerator mit

  
vom Wind beaufschlagten Flügeln. Unter "Wind" soll

  
dabei die Relativbewegung von Luft zu den als

  
stationär angesehenen Flügeln verstanden werden.

  
Die Ausnutzung der Energie bewegter Luftmassen über

  
Land durch Windmühlen in allen möglichen Konstruktionen und die Ausnutzung von Wind zum Antrieb von Fahrzeugen und insbesondere von Schiffen durch Segel

  
sind uralte Techniken.

  
Der Nachteil der bekannten Konstruktionen liegt darin, dass die Ausnutzung der Windenergie relativ schlecht

  
ist, insbesondere bei stark unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten, da die Flügelräder oder dergleichen stets nur für eine ganz bestimmte Windgeschwindigkeit optimal ausgelegt sein können.

  
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beheben und einen Windkraftgenerator zu schaffen, der

  
auch bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten, ins-  besondere auch bei niedrigen relativen Windge-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
aufweist.

  
Die gemäss der Erfindung vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1, während die Unteransprüche bevorzugte Ausgestaltungen und Anwendungen dieses Prinzips definieren.

  
Durch die Verwendung von auf der.Primärseite (Ober die Wellen) oder auf der Sekundärseite (am Ausgang

  
 <EMI ID=2.1> 

  
der in den strömenden Luftmassen enthaltenen Energie erzielen.

  
Ein besonders interessanter Anwendungsfall ist die Anbringung des Windkraftgenerators an einem Fesselballon oder Luftschiff, da dadurch die in grösseren Höhen sehr häufigen heftigen und stetigen Winde selbst über dichtbebautem oder bewaldeten oder auch gebirgigen Gelände nutzbar gemacht werden können. Ein derartiges System ist in der beigefügten Zeichnungen Fig. 1, dargestellt: An dem vorzugsweise mit Helium als Auftriebsmittel gefüllten Ballon 1.1 hängt ein System von

  
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mehrere parallele Elektrogeneratoren arbeiten; die von diesen abgegebene Energie wird Ober ein Kabel
1.5 zu einer Bodenstation 1.3 übertragen. Der Ballon ist hier mittels Stahlseilen 1.4 oder dergleichen verankert. Es ist Vorsorge getroffen, dass entweder der  <EMI ID=4.1> 

  
jeweils vorherrschende Windrichtung geschwenkt werden können . '

  
Die Fig. 2 stellt schematisch die Anordnung von Windgeneratoren Über sonst ungenutzt bleibenden Bodenflächen etwa im Bereich von Kraftfahrzeugschnellstrassen dar; hier.herrscht praktisch stets eine gewisse Mindestwindgeschwindigkeit, die zum Antrieb der entsprechend ausgelegten Flügelradsysteme 2.1. ausreicht. Mittels der erzeugten Energie kann beispielsweise die nächtliche 

  
 <EMI ID=5.1> 

  
ratoren in Schallschutzwälle 2.5. integrieren.

  
Den folgenden Ausführungen lassen sich weitere Hinweise zum Aufbau und zur Nutzung von Windkraftgeneratoren gemäss der Erfindung entnehmen. 

  
Die Erfindung betrifft Variationen verschiedener Art, wobei Wind oder Luftströme als Antrieb zur Nutzung gelangen 

  
Ausgangspunkt dieser Erfindung ist die Verwertung von Luftströmen oder Winden, in antreibende Energie umzuwandeln. 

  
Um bildlich darzustellen, weist die Erfindung als eines vieler möglichen Beispiele auf Querstromgeblase ähnliche Konstruktionen hin, welche durch den Luftstrom angetrieben werden und durch serienmässige Kraftübertragung auf zentral angeordnete Antriebselemente konzentriert werden. Einzeln oder gesammelt zu mehreren Einheiten, können so, selbst bei unteren Windstärken, elektrische Stromgewinnung damit in Verbindung stehen, welche zusätzlich mit elektrischen Stormspeichervorrichtungen in Verbindung sein können. So wäre es also nun möglich, den verdichteten Luftstrom, zum direkten Antrieb, insbesondere zum Antrieb von elektrischen Stromerzeugungskonstruktionen nutzbar zu machen. Antriebs formen können ganz unterschiedliche Konstruktionskonzepte aufweisen, um dennoch den . gleichen Zweck zu erfüllen.

  
Der Erfinder sieht vor,.selbst Tragflächen ähnelnde

  
 <EMI ID=6.1> 

  
konzipiert, der elektrischen Energiegewinnung zu verwenden.

  
Tragflächen ähnelnde Bestandteile können.von Luftetrömen zu Schwingungen veranlasst werden, welche in den direkten oder indirekten Antrieb umgesetzt werden. Elektronisch gesteuert können Koordinaten für den.Luststrom und dessen Einwirkungen, den jeweiligen Ausgleich sichern.

  
Indem mehrere elektrische Stromgeneratoren in gleichen oder ungleichen Grössen und Stärkenordnungen zu einer zusammen wirkenden Einheit angeordnet konstruiert werden, können solche dann aerodynamischen Prinzipien folgend, Bestandteil des Systems darstellen. Ander-  erseits lässt sich eine andere Variante vorsehen, wobei der Luftstrom ähnlich wei bei Düsenantrieben, in abgedeckte Öffnungen so hineingeführt wird, dass dahinter oder darin angebrachte mehrteilige Antriebsaggregate für elektrische Generatoren der gesammel-

  
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von grossem Nutzen, wenn der Rückdrall oder Rückwärtsdrall des erzeugten Luftstromes dem Antrieb von elektrischen Generatoren zugeführt wird. Es können sowohl Propeller, Turbinen und Turbinen ähnelnde Gegenstände angewendet werden, gleichwohl wie Windmühlehräder, Windräder verschiedenster Art, können

  
zu kombinierten Antriebsmitteln für den Antrieb elektrischen stromerzeugender Vorrichtungen angewendet werden. So zum Beispiel kann ein Fesselballon in vorbestimmter Höhe schweben, welcher dann in solchen HLhen zur Nutzung der elektrischen Energiegewinnung eingesetzt werden kann. Der Vorteil solcher Anbringungsart von elektrischen Stromgeneratoren gegenüber erd gebundener Windgeneratoren ist vor allem darin zu sehen, dass in der Höhe immer stärkere Luftströme vorzufinden sind, welche geeignet sind, gröBere Generatoren in einer viel grösseren Anzahl anzutreiben oder in Bewegung zu halten, so dass sich daraus sogar ganze Stromgeneratorenzentralen aufbauen lassen, um grössere Abnahmegebiete zu versorgen.

  
Stromversorgung aus der Luft durch Luftströmungen

  
kann durch dieses Erfinderkonzept von nun an realisiert werden, zumal die dafür benötigten Materialien und Geräte in verschiedenfachen Ausführungen erprobt schon vorhanden sind und nur zu solchen Anwendungszwecken zusammen gebaut zu werden brauchen. Das

  
wäre eine Ideallösung für viele Gegenden, welche alle andere elektrischen Energieversorgungen aus  entfernten Quellen angeliefert bekommen müssten, 

  
oder von solchen entfernten Lieferanten abhängig sind. Dabei können als dekorativ rotierende oder schwingende Wellen gleichzeitig auch noch Werbezwecke erfüllen. Dafür liegen im Rahmen der Erfindung flexible, aber versteifte Wellen, welche so ange-

  
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können und.. dabei Über einen Antriebsriemen auf ein exzentrisch angeordnetes Hebelwerk eine Scheibe zum regelmässigen Rotieren 'zwingen. Das ergäbe die Möglichkeit, zum Beispiel Flaggen oder Fahnen so zu <EMI ID=9.1> 

  
welche durch deren flatterndes Schwingen dem Antrieb eines parallel darzu angebrachten Generatores dienen können. Die Übertragung solcher vom Wind erzeugten Wellen auf einen elektrischen Strom erzeugenden Generator kann verschiedentlich gelöst werden. Die praktische Durchführbarkeit erfolgte, indem die Bewegungen der Wellen -über einen Hebel. auf eine exzentrische Befestigung zu einer Antriebsscheibe geführt wurde, welche dann dem Antrieb eines Generators dienen kann.

  
Mit dem vorhergehenden Beispiel soll nur ein weiteres von den sehr vielen Beispielen angeführt werden, wie man durch Nutzung auch unterer Windgeschwindigkeiten elektrische Energie gewinnen kann und solche auch auf kürzestem Wege dem Verbrauche zuführen kann. 

  
Natürlich sind Akkumulatoren als Speicher dazwischen geschaltet vorgesehen und bedürfen eigentlich nicht besonderer Erwähnung. Durch die Unterteilung der Windangriffsflächen auf kleinere Antriebs flächen, solche jedoch in gebührender Mehrzahl, sind bisherige Konzeptionen in Form von Windrädern, Windpropellern grösserer Ausführungen, Windmühlen, Windturbinen etc. überholt, weil deren Anwendungsbereiche und Anwendungs-

  
 <EMI ID=10.1> 

  
Die Vorteile, die'sich aus solchen Konzeptionen der  hier beschriebenen Erfindung für die Menschen ergeben, sind vielseitig. Erstens ist solche Art von Energiegewinnung, respektive Energieumwandlung in Antriebskraft als naturfreundlich anzusehen im Vergleich zu

  
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Benzin, Gas, etc. Zweitens ist solche Antriebsmethode wirtschaftlicher und Übersichtlicher für den Endverbraucher. Was aber am allerwichtigsten an dieser Erfindung zu Tage tritt, ist die Schonung von unterirdisch gelagerten Rohstoffen für die Nachwelt. Wenn öltanker nur noch in einem ganz geringen Bruchteil Rohöle befördern . brauchen, schonen diese somit die Meere und Tierwelt in ganz bedeutendem Masse. Zusammenfassend in wenige Begriffe liegt dieser Erfindung die Idee zugrunde, die bisher als ungenutzt vorbeistreichenden Luftströme in Energie umzuwandeln. Durch die Art der Erfindungskonzeption soll es nun möglich gemacht werden, auch Energie aus Luftströmen zu gewinnen,

  
die in den unteren Windstärken auftreten, bis hin zu den ganz grossen Windstärken, welche durch die siebartige Anordnung von verschiedenen Generatoren, in deren Aufprall gebrochen werden, dennoch dem Antrieb von Stromerzeugungsgeraten dienbar gemacht werden. Das tiefer liegende Grundprinzip dieser Erfindung ist in der Neuentdeckung der Nutzbarkeit von Windkraft darin zu sehen, dass diese Konzepte von den grossräumigen oder grossflächigen Antriebselementen abgehen und die Angriffsfläche für die Winde in sehrfache kleinere zueinander relationierte elektrische Stromerzeuger unterteilt sind, wodurch eine bisher unbekannte Mobilität der Anwendungsgebiete erfasst wird. Der Erfindung liegt.die Aufgabe zugrunde, Energie aus relativ schwachen Bewegungen zwischen Luft und festen Gegenständen, solche in elektrische Energie umzuwandeln und für verschiedene Zwecke nutzbar zu machen.

   Das Ausgangskonzept dieser Erfindung ist eine angeordnete Vielzahl von Windeinrichtungen, welche bereits bei geringer Windenergie in Drehungen oder Schwingungen versetzt werden könne und Ober einen Stromerzeuger einen Stromsammler geleitet gespeichert wird.

Claims (1)

1. Patentansprüche <EMI ID=12.1>

   1) Windkraftgenerator Mit vom Wind beaufschlagten

   Flügeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel an einer

   Mehrzahl von zum Umlauf oder zu Schwingungen antreibbaren, auf Energiewandler arbeitenden Wellen angeordnet

   sind und die Wellen unmittelbar oder die ihnen nachgeschalteten Energiewandler miteinander gekoppelt sind.

   2) - Windkraftgenerator nach Anspruch 1, dadurch ge- <EMI ID=13.1>

   keiten optimal ausgelegte Flügel an gemeinsamen oder getrennten Wellen vorgesehen sind.

   3) Windkraftgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Wellen gemeinsam in die Hauptwindrichtung schwenkbar sind.

   4) Verwendung des Windkraftgenerators nach einem der

   Ansprüche 1 - 3 zur Ausnutzung von in höheren Luftschichten auftretenden hohen Windgeschwindigkeiten,

   wobei der Generator an einem verankerten selbsttragenden Ballen oder Luftschiff angeordnet ist. 5) Windkraftgenerator nach einem der Ansprüche 1

   - 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Energiewandler elektrische Generatoren vorgesehen sind.

   6) Windkraftgenerator nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, dass'die Generatoren auf Pufferbatterien arbeitend angeschlossen sind.

   7) Vorrichtung zur Energiegewinnung aus Relativbewegungen zwischen Luft und festen Gegenständen,

   nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine*. Vielzahl von leichten, auf Windströmungen reagierende Windkrafteinrichtungen,

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   folienträge Lamellen aufweisende Walzen verschiedener Ausführungen o. dgl. ähnliche,.über einer mit bewegter Luft beaufschlagten bzw. zur Umgebungsluft relativ bewegten Flächen angeordnet sind.

   8) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrfach angeordneten. Flächen, welche dem Windantrieb dienen, jeweils auf einen oder mehrere Generatoren einwirken, um elektrischen Strom zu erzeugen.

   9) Vorrichtung zur Energiegewinnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von rotierbaren Flächen so angeordnet zusammenwirken, dass Wind solche in zueinander relationierten Verhältnis in Bewegung bringen kann als auch in Bewegung halten kann, um dem direkten oder indirekten Antrieb zu dienen.

   10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch luftgetragene Objekte in Höhen der Nutzung der dort vorhandenen stärkeren Luftströmungen, der elektrischen Strom- gewinnung dient.

   <EMI ID=15.1>

   dadurch gekennzeichnet, dass solche im Rahmen ähnliche Anordnungen eine Mehrzahl von Antriebsteilen

   <EMI ID=16.1>

   12) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass solche in fixen oder flexiblen Rahmen angeordnete Stromgeneratoren auf-

   <EMI ID=17.1>

   vertikale Stellungen zu Luftströmungen aufweisen,

   um von solchen, der Gencrierung von elektrischem Strom zu dienen.

   13) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass solche mit Elektrizitätsenergieerzeugung der Stromspeicherung dienen.