CH635168A5

CH635168A5 - Wind energy converter with lift elements on a non-circular orbit

Info

Publication number: CH635168A5
Application number: CH33979A
Authority: CH
Inventors: Vilem Stritzko
Original assignee: Nencki Ag
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1983-03-15
Also published as: FR2446392B3; NL8000216A; FR2446392A3; JPS5596373A; DE3000230A1

Description

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Windenergiekonverter mit Auftriebselementen auf einer nicht kreisförmigen Umlaufbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufbahn aus mindestens zwei geradlinigen Bahnabschnitten und zwei gebogenen Abschnitten besteht, wobei die Auftriebselemente an Mitnehmerträgern in der Umlaufbahnebene gesehen zu Ketten, Riemen oder Seilen symmetrisch, in der Laufrichtung versetzt angeordnet sind.

2. Windenergiekonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geradlinigen Umlaufbahnabschnitte mindestens 2h der Gesamtumlaufbahnlänge betragen.

3. Windenergiekonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geradlinigen Abschnitte der Umlaufbahn auch horizontal oder geneigt verlaufend angeordnet sind.

4. Es werden die guten aerodynamischen Eigenschaften des vorzugsweise als Doppelflügel (Doppeldecker) ausgebildeten Auftriebselementes ausgenützt und so die Abmessungen des

15 Konverters klein gehalten.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

Auf den beigelegten Zeichnungen ist:

Fig. 1 - Die Ansicht aus der Windrichtung gesehen

Fig. 2 - Die Seitenansicht 20 Fig. 3 — Der Grundriss

Es befinden sich an dem Träger 1, der vertikal oder horizontal (nicht gezeichnet) aufgebaut sein kann, zwei Lagerböcke 2,3 mit Wellen 4,5.

Auf jeder Welle befindet sich ein Rad 6,7. Am dargestell-25 ten Beispiel sind es einfache Kettenräder, die durch die Kette 8 verbunden sind. In bestimmten regelmässigen Abständen sind an der Kette 8 die Mitnehmerträger 9 befestigt. An jedem Mitnehmerträger 9 befinden sich zwei Flügel 10,11, die miteinander einen Doppelflügel bilden. Die Windgeschwindigkeit 12, die 30 Umlaufgeschwindigkeit 13 und die resultierende Ausströmungsgeschwindigkeit 14 sind angedeutet.

Eine der Wellen (im Beispiel die Welle 4) ist auf der Radgegenseite des Lagerbockes 2 verlängert und dient zur Abnahme der erzeugten Leistung. Von da werden die nicht angedeuteten 35 Generatoren, Lichtmaschinen, Pumpen, Kompressoren usw. angetrieben.

Das Einstellen des Konverters in die nötige Windrichtung wird durch den drehbar gelagerten Träger 1 erreicht und geschieht entweder durch eine Windfahne, wie bei den älteren 40 Windmotorentypen, wo sich das Windrad vor der vertikalen Drehachse - in Windrichtung gesehen - befindet, oder dadurch, dass sich die Umlauffläche der Flügel hinter dem Träger 1 befindet, wie es auch bei den modernen Schnelläufern üblich ist.

Als Flügel 10,11 werden dünne, gewölbte Platten benützt 45 die auf die sich ändernde Re-Zahl beinahe unempfindlich und einfach herzustellen sind.

C

2 Blatt Zeichnungen

4. Windenergiekonverter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebselemente, die auf dem Mitnehmerträger befestigt sind, als Doppelflügel ausgebildet sind.

5. Windenergiekonverter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Auftriebselemente als gewölbte Platten ausgeführt sind.

Die bekanntesten Ausführungsarten der Windenergiekonverter sind in den Arbeiten von Albert Betz in der «Einführung in die Theorie der Strömungsmaschinen» sowie in dem Artikel «Die Windmühlen im Lichte neuerer Forschung» und von Wilhelm von Heys in «Wind und Windkraftanlagen» beschrieben.

In den meisten bis jetzt bekannten Ausführungen handelt es sich um propellerartige Windenergiekonverter von den alten Langsamläufern bis zu den neuerlichen Schnelläufern, deren gemeinsames Merkmal ist, dass sich die Auftriebselemente auf kreisförmigen Umlaufbahnen befinden und sich um eine horizontale oder vertikale Achse drehen. Die Letzteren auf dem z.B. Darrieus-Prinzip gebaut, benötigen eine Anlaufhilfe und sind nur für Windgeschwindigkeiten von mehr als 5 m/sec geeignet. Das Anlaufmoment (vom Ruhestand) der klassischen Schnelläufer ist gering und kann nur durch komplizierte Verstellmechanismen der Flügel teilweise verbessert werden, denn je Schnellauf ender der Propeller ist, umso geringere Flügelfläche kann benützt werden. Weiter ist bekannt, dass ca. 0,3 des Propellerdurchmessers - bei der Achse - fast wirkungslos ist.

Diese Mängel zu beheben ist die Aufgabe der vorgelegten Erfindung, die als Lösung einen Konverter gemäss dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs 1 vorschlägt.

Er ist vorzugsweise für kleine Leistungen bestimmt und hat folgende Vorteile:

1. Er kann bedeutend grössere Drehzahlen bei schon mittlerer Schnelläufigkeit erreichen als bei den klassischen Schnelläu-

5 fern möglich ist.

2. Günstigeres Anlaufmoment auch bei kleineren Windgeschwindigkeiten.

3. Man kann mit den gleichen Bauelementen—Auftriebs-elemente—Windenergiekonverter für verschiedene Leistungen io bauen, da die Zahl der Auftriebselemente und ihr Abstand wählbar ist.