DE10016513A1

DE10016513A1 - Zentrifugal-Windkraftrad Nutzung der Zentrifugal- und Hebelkräfte zur optimierten Nutzung der Windenergie

Info

Publication number: DE10016513A1
Application number: DE10016513A
Authority: DE
Inventors: Eugen Radtke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2001-10-11

Abstract

Die durch den Wind erzeugte Drehbewegung und damit verbundene Zentrifugalkraft wird zur Energieerzeugung benutzt. Dabei verschieben sich beweglich angebrachte Gewichte und/oder ein- und ausfahrbare Rotore, aufgrund der Zentrifugalkraft, selbständig nach außen. DOLLAR A Diese Technik erzeugt, aufgrund der Trägheit der Masse und des größeren Hebels, ein höheres Drehmoment, welches in Energie umgesetzt werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Windkrafträdern zur Nutzung der Windenergie.

Herkömmliche Windkrafträder sind mit Rotoren ausgestattet, welche einen festen, nicht variablen, Schwerpunkt haben.

Ihre Rotoren sind während der Rotationsphase, unter Nutzung der Zentrifugalkraft, weder vergrößer- noch verkleinerbar.

Die Nutzung der Zentrifugalkraft bei Windkrafträdern fand bisher anderweitig Anwendung.

Siehe Patent: DE 195 29 096 A1 sowie DE 40 14 685 A1

Meine Erfindung nutzt die Zentrifugalkraft während der Rotationsphase, um Masse (flüssige und/oder feste Stoffe) innner- und/oder außerhalb der Rotoren zu bewegen. Dadurch verlagert sich während der Rotationsphase der Schwerpunkt der einzelnen "Rotorblätter" bzw. "Windfänger" (Fig. 1 Punkt 1) drehzahlabhängig weiter nach außen oder weiter nach innen.

Aufgrund der Massenverschiebung nach außen und der damit verbundenen höheren Eigenbewegung (Trägheit der Masse), kann ein größeres Drehmoment gegenüber herkömmlichen Rotoren erzeugt werden.

Desweiteren nutzt meine Erfindung die Zentrifugalkräfte um die einzelnen Rotorblätter bzw. Windfänger drehzahlabhängig ein- bzw. auszufahren (Teleskopprinzip). Durch diese Technik können die Hebelkräfte optimiert angewendet und somit ein höheres Drehmoment erzeugt werden.

Erläuterung

Nimmt man einen leeren Eimer in die Hand und dreht sich um die eigene Achse, so daß der Eimer sich auf gleicher Höhe mit der Schulter befindet, kann man seine Drehbewegung relativ einfach wieder stoppen.

Füllt man jedoch während dieser Drehbewegung, über einen Schlauch, den Eimer mit Wasser, ist der Kraftaufwand wesentlich höher, den jetzt mit Wasser gefüllten Eimer, in seine Drehbewegung zu stoppen (Trägheit der Masse).

Nach diesem Prinzip arbeitet meine Erfindung.

Im folgenden wird die Erfindung gemäß Patentanspruch 1 anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Die anfängliche durch den Wind erzeugte Drehbewegung ist, aufgrund des am Drehbeginn weiter Innen liegenden Gewichtes (Fig. 1 Punkt 3 fester Stoff + Fig. 7 Punkt 23 flüssiger Stoff), wesentlich einfacher, als bei weiter Außen liegendem Gewicht (Fig. 2 Punkt 3 + Fig. 8 Punkt 23).

Dadurch kann bereits bei geringen Wind ein Drehbeginn und somit eine Leistungsabnahme stattfinden.

Bei höherer Drehzahl fließt der flüssige Inhalt bzw. bewegt sich der feste Stoff aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen (Fig. 2 Punkt 3 + Fig. 8 Punkt 23).

Dadurch verlagert sich je nach Rotationsgeschwindigkeit der Schwerpunkt der einzelnen Rotorblätter oder Windfänger (Fig. 1 Punkt 1) bzw. Windfängerbefestigungsarme (Fig. 1 Punkt 2) weiter nach außen.

Dies hat ein höheres Drehmoment zur Folge (Trägheit der Masse) und ermöglicht somit eine höhere Leistungsabnahme als herkömmliche Windräder.

Das höhere Drehmoment kann mittels eines elektrisch oder mechanisch gesteuerten Getriebes, welches die Übersetzung variiert, über einen Generator in elektrische Energie umgewandelt werden (Fig. 1 Punkt 13 + 14).

Über Sensoren in den Windfängerarmen (Fig. 1 Punkt 7), zur Gewichtspositionsermittlung, kann die Getriebeübersetzung gesteuert werden um das höhere Drehmoment bestmöglich auszunutzen.

Bei Abnahme der Windstärke und/oder der Drehzahl verringert sich auch die Zentrifugalkraft. Dies hat zur Folge, daß der Inhalt der Rotoren bzw. der Windfänger, aufgrund eines Mechanismus (federbelastete Rückholrolle bei festen Stoffen Figure 1 Punkt 6 oder 001° Gefälle bei flüssigen Stoffen Fig. 7), selbständig wieder nach innen fließt/bewegt.

Dadurch befinden sich die Gewichte Weder weiter Innen und die Drehbewegung und somit Leistungsabnahme wird vereinfacht.

Nach dem gleichen Prinzip arbeitet auch Patentanspruch Nr. 3 und 4.

Am Anfang der Rotationsphase befinden sich die ein-/ausfahrbaren Windfänger bzw. Windfängerbefestigungsarme in der Ausgangsposition (Figur. 3 Punkt 18).

Bei steigender Drehzahl fahren die Windfängerbefestigungsarme drehzahlabhängig und selbständig, aufgrund der Zentrifugalkraft, nach außen (Fig. 4). Der nun längere Hebel und die damit verbundenen höheren Hebelkräfte erzeugen ein höheres Drehmoment, welches in elektrische Energie umgewandelt werden kann.

Bei abfallender Drehzahl reduziert sich auch die Zentrifugalkraft und die ausfahrbaren Windfänger bzw. Windfängerbefestigungsarme fahren, mit Hilfe der Rückhol- und Synchronisationsmechanik, selbständig wieder in ihre Ausgangsposition.

Die Rückhol- und Synchronisationsmechanik zur Vermeidung von Unwuchten, aufgrund ungleichmäßiger Gewichtsverschiebung, könnte wie in Figure 12 beschrieben realisiert werden.

Eine Kombination der Patentansprüche Nr. 1 bis 4 kann wie folgt aussehen:
Kombination Anspruch Nr. 1/2 und Nr. 3/4 mit festen Stoffen siehe Fig. 5 und 6.
Kombination Anspruch Nr. 1/2 und Nr. 3/4 mit flüssigen Stoffen siehe Figur. 9 und 10.

Kombination Anspruch Nr. 1/2 und Nr. 3/4 mit festen und flüssigen Stoffen siehe Fig. 11.

Anmerkung

Patentanspruch Nr. 2 ist vom Prinzip identisch mit Nr. 1 und Patentanspruch Nr. 4 ist vom Prinzip identisch mit Nr. 3.

Sie gelten in erster Linie der Umschreibung des Begriffes Rotoren.

Die Vorteile eines Zentrifugal-Windkraftrades gemäß der Patentansprüche sind:

- optimierte Nutzung der Windenergie
- Leistungsabnahme bereits bei schwachen Wind möglich
- höheres Drehmoment bei mittleren und starken Wind
- größere Eigenbewegung (Trägheit der Masse)
- die Drehzahl ist durch die Zentrifugaltechnik steuerbar
- optimierte Nutzung der Hebelkräfte durch das Teleskopprinzip

Erläuterungen zu Fig. 1-12

1

Windfänger

2

Windfängerbefestigungsarme

3

auf Rollen gelagertes Gewicht

4

Befestigungsseil

5

Gewichtshalterung

6

Federbelastete Rückholrolle

7

Gewichtspositionsermittlungssensoren

8

Aufliegevorrichtung

9

Axial Kugellager

10

drehende Windfängerbefestigungshülse

11

feststehende Haltevorrichtung

12

Zahnradkranz

13

elektr./mech. Getriebe

14

Welle

15

Generator

16

Ausfahrbegrenzer

17

fest montierter Windfängerarm

18

ein-/ausfahrbarer Windfängerarm

19

Auffüllstutzen

20

Ablaßstutzen

21

Reservoir

22

Lochblech

23

Flüssigkeit (flüssiger Stoff)

24

Auffangbehälter

25

Rückholfeder

26

Haltewinkel

27

Zahnrad

Claims

1. Zentrifugal-Windkraftrad zur optimierten Nutzung der Windenergie gekennzeichnet durch,

1. die direkte und/oder indirekte Nutzung der Zentrifugalkraft zur Verschiebung und/oder Bewegung von festen und/oder flüssigen Stoffen, zur Veränderung des Schwerpunktes und/oder der Gewichtsverteilung innerhalb und/oder außerhalb der einzelnen Rotorblätter und/oder des Rotors oder der Rotoren,
2. die direkte und/oder indirekte Nutzung der Zentrifugalkraft zur Verschiebung und/oder Bewegung von festen und/oder flüssigen Stoffen, zur Veränderung des Schwerpunktes und/oder der Gewichtsverteilung innerhalb und/oder außerhalb eines oder mehrerer der für die Nutzung der Windenergie rotierenden/r Teile/s,
3. die direkte und/oder indirekte Nutzung der Zentrifugalkraft zur Veränderung des Rotationsdurchmessers, durch das einfahren und/oder ausfahren bzw. vergrößern und/ oder verkleinern, der einzelnen Rotorblätter und/oder des Rotors oder der Rotoren,
4. die direkte und/oder indirekte Nutzung der Zentrifugalkraft zur Veränderung des Rotationsdurchmessers, durch das einfahren und/oder ausfahren bzw. vergrößern und/ oder verkleinern, eines oder mehrerer der für die Nutzung der Windenergie rotierenden/r Teile/s, welche/s vom Wind direkt in Bewegung versetzt wird/werden,
5. alle Kombinationen von Patentanspruch Nr. 1 bis 4.