DE1206819B

DE1206819B - Windmotor mit vertikaler Welle

Info

Publication number: DE1206819B
Application number: DER27895A
Authority: DE
Inventors: Fausto Rusconi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-05-05
Filing date: 1960-05-04
Publication date: 1965-12-09

Description

Windmotor mit vertikaler Welle Die Erfindung betrifft einen Windmotor mit vertikaler Welle mit zwei konkaven Laufradschaufeln, die um mit den Vorderkanten der Laufradschaufeln zusammenfallende vertikale Achsen mit veränderlichem Einstellwinkel schwenkbar sind.
Solche bekannten Windmotoren weisen beträchtliche Nachteile auf, wenn sie einem Wind von stark veränderlicher Geschwindigkeit ausgesetzt sind, weil der EinsteIlwinkel der Laufradschaufeln im Verhältnis zum Winddruck zu klein oder zu groß ist, je nachdem, ob die Windstärke schwächer oder größer ist als die, für die der Motor konstruiert ist. Bei sehr großen Windgeschwindigkeiten wird ein übermäßiger Winddruck auf die Schaufeln ausgeübt, was zu schweren Beschädigungen des Mechanismus führen kann.
Bei einem Windmotor ist es auch bekannt, die Hinterkanten der Laufradschaufeln mit der Abtriebswelle des Motors zu verbinden. Die Laufradschaufeln sind um etwa in der Schaufelmitte liegende Achsen drehbar.
Solche Laufradschaufeln werden nicht gezwungen, sich unter dem Druck des Windes um ihre Achsen zu drehen, sondern sind gegenüber dem auf die Schaufeln selbst ausgeübten Winddruck praktisch ausgeglichen. Die Schaufeln drehen sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Laufrades unter der Wirkung einer Zentrifugalkraftvorrichtung um vertikale Achsen.
Um diesen Mangel zu beseitigen und einen Windmotor zu schaffen, der sich von selbst der jeweiligen Windstärke anpassen kann und bei dem die Abtriebswelle bei veränderlicher Windstärke ein im wesentlichen konstantes Drehmoment abgibt, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Hinterkanten der Laufradschaufeln mit der Abtriebswelle des Motors verbunden sind, wobei in an sich bekannter Weise eine die Laufradschaufeln mit der Abtriebswelle des Motors verbindende Feder mit ihren Enden an der Motorwelle befestigt und die Belastung der Feder veränderlich einstellbar ist.
Die Verringerung des Einstellwinkels der Laufradschaufeln erfolgt proportional mit zunehmender Windstärke im direkten Verhältnis zu dem von der Abtriebswelle angetroffenen Widerstand derart, daß der Windmotor dem Wind einen Gesamtwiderstand entgegensetzt, der stets dem von dem Windmotor während seiner Umdrehung angetroffenen Widerstand proportional ist.
An Hand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt F i g.1 eine Seitenansicht, F i g. 2 eine Draufsicht als Querschnitt nach Linie 2-2 der F i g.1, F i g. 3 einen Querschnitt in vergrößertem Maßstab i durch den drehbaren Teil nach Linie 3-3 der F i g.1 und F i g. 4 eine Seitenansicht eines der federnden Elemente im Schnitt nach Linie 4-4 der F i g. 3.
Der Windmotor wird von dem oberen Ende eines Metallturmes oder eines anderen bekannten Gerüstes getragen, dessen Streben obere Enden 10 aufweisen. 11 bezeichnet eine obere viereckige Tragplatte an der Spitze des Turms, auf dem wiederum das Gestell für den drehbaren Teil befestigt ist, das aus einer vier-; eckigen unteren Platte 12 und einer ebensolchen oberen Platte 13 besteht, die durch vertikale Seitenwände oder -streben 14 miteinander verbunden sind. Dieses Gestell wird von der oberen viereckigen Tragplatte 11 des Turms mittels Blattfedern 15 frei schwingend gehalten.
Der drehbare Teil ist auf einer die Motorwelle bildenden vertikalen Welle 16 befestigt, die in der Mitte der viereckigen Platten 12 und 13 in Lagern 17, von denen eines in F i g. 1 dargestellt ist, dreh-; bar gelagert ist.
Der drehbare Teil weist ein Käfiggehäuse auf, das aus einer unteren Scheibe 18 und einer oberen Scheibe 19 besteht, die mittels einer Anzahl vertikaler Stangen 20 miteinander verbunden sind.
Zwischen diesen Scheiben sind gebogene Flügelschaufeln 21 und 22 um ihre äußersten vertikalen Kanten 23 und 24 (Vorder- oder Windeintrittskanten der aerodynamischen Fläche) horizontal verschwenkbar angeordnet. Die Vorderkante kann mittels eines Scharniers mit einem vertikalen Schaft verbunden sein, dessen Enden sich in den Scheiben 18 und 19 drehen.
Die hinteren Kanten 27 und 28 sind in Kulissen 25 und 26 mit dem Mittelpunkt in der Drehachse der entsprechenden Vorderkanten 23 und 24 so geführt, daß der Einstellwinkel sich in Abhängigkeit von der Bewegung der Hinterkanten 27 und 28 in den Führungskulissen verändern läßt.
Wie aus F i g. 2 und in größerem Maßstab aus F i g. 3 zu ersehen ist, sind die Hinterkanten 27 und 28 der gebogenen Flügelschaufeln 21 und 22, die in Tätigkeit treten, wenn ihre konkave Seite vom Wind getroffen wird, vorzugsweise an zwei oder mehreren in vertikaler Richtung mit Abstand angeordneten Punkten (F i g. 1) mit Schubstangen 29 und 30 verbunden, die ihrerseits mit Enden 31 und 32 von zweiarmigen Hebeln 33 verbunden sind, die sich um die Welle 16 drehen können.
Die Hebel 33 sind ihrerseits mit der Welle 16 durch elastische Mittel, vorzugsweise Spiralfedern 34, verbunden (von denen eine in größerem Maßstab in F i g. 4 dargestellt ist), deren eines Ende 35 an dem entsprechenden Hebel 33 und deren anderes Ende 36 in einer Manschette 37 befestigt ist, die, beispielsweise mittels einer Druckschraube 38, regulierbar an der Welle 16 befestigt sein kann.
In F i g. 3 ist die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung näher dargestellt. Wenn der Wind beispielsweise aus der durch einen Pfeil V angedeuteten Richtung. weht, wirkt sein stärkster Druck auf die Flügelschaufel, die gerade die in F i g. 3 dargestellte Stellung der Schaufel 21 einnimmt, und versetzt den Drehteil in der mit einem Pfeil B angedeuteten Richtung in Umdrehung. Andererseits wirkt der von den in beliebiger bekannter Weise mit der Welle 16 verbundenen Vorrichtungen (nicht dargestellten Pumpen, Stromerzeugern od. dgl.) ausgeübte Widerstand dieser Drehung entgegen, und die Flügelschaufeln neigen folglich dazu, sich in Richtung A um die entsprechenden Vorderkanten 23 und 24 in die in F i g. 3 mit gestrichelter Linie angedeutete Stellung zu drehen.
Dieser Relativbewegung der Schaufeln des Drehteils wirkt der elastische Widerstand der Spiralfedern 34 entgegen, die sich in Abhängigkeit von dem auf den Flügelschaufeln liegenden Winddruck entsprechend verformen.
Bei dem erfindungsgemäßen Windmotor läßt sich daher der Einstellwinkel automatisch verändern. Durch diesen technischen Effekt wird es ermöglicht, den Windmotor automatisch der Windstärke anzupassen, weil im gleichen Maße, wie die Windstärke zunimmt, sich der Einstellwinkel der Flügelschaufeln und daher auch der von diesen dem Wind entgegengesetzte Widerstand verringert. Gleichzeitig vergrößert sich der Abstand zwischen den Hinterkanten 27 und 28 der beiden Flügelschaufeln, wodurch die Luft ungehinderter durch den drehbaren Teil des Windmotors streichen kann.
Infolge der federnden Aufhängung des den drehbaren Teil enthaltenden Gestells gegenüber dem den Windmotor tragenden darunter befindlichen Turm oder Gerüst kann der drehbare Teil frei schwingen und die vom Wind auf die Flügelschaufeln ausgeübten Stöße und Vibrationen unabhängig von der jeweiligen Windrichtung elastisch auffangen.

Claims

Patentansprüche: 1. Windmotor mit vertikaler Welle und zwei konkaven Laufradschaufeln, die um mit den Vorderkanten der Laufradschaufeln zusammenfallende vertikale Achsen mit veränderlichem Einstellwinkel schwenkbar sind, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Hinterkanten (27, 28) der Laufradschaufeln (21,22) mit der Abtriebswelle (l.6) des Motors verbunden sind, wobei in an sich bekannter Weise eine die Laufradschaufeln mit der Abriebswelle des Motors verbindende Feder (34) mit ihren Enden (35, 36) an der Motorwelle (16) befestigt und die Belastung der Feder (34) veränderlich einstellbar ist.
2. Windmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterkanten (27,28) der gebogenen Flügelschaufeln (21,22) in Kulissen (25,26) geführt sind, die in unteren und oberen Scheiben (18,19) eines käfigartigen Gehäuses des drehbaren Teiles vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 837 230, 604 333; französische Patentschriften Nr. 822 092, 530 231; USA.- Patentschriften Nr.1850 721, 1825 500.