DE19741759A1 - Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine - Google Patents

Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine

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DE19741759A1
DE19741759A1 DE19741759A DE19741759A DE19741759A1 DE 19741759 A1 DE19741759 A1 DE 19741759A1 DE 19741759 A DE19741759 A DE 19741759A DE 19741759 A DE19741759 A DE 19741759A DE 19741759 A1 DE19741759 A1 DE 19741759A1
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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F03D5/00Other wind motors
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
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Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungskraftmaschine, ins­ besondere Windkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Windkraftmaschine von Meltzer stellt den Stand der Technik dar.
Bei der Windkraftmaschine von Meltzer ist aber die Bahn des Hin und Her zu wenig an der Richtung der Gesamtkraft einer Klappe/eines aerodynamischen Profils orientiert/ori­ entierbar, was die Leistung beeinträchtigt.
Aufgabe der Erfindung ist, diesem Nachteil abzuhelfen bzw. ihn zu vermindern. Meltzers Windkraftmaschine ist im Prinzip und konstruktiv so umzugestalten, daß die zu erwartende Leistung vergrößert wird und daß möglichst die Gesamtkraft der eingesetzten Strömungsangriffsfläche/n energiegewinnend genutzt werden kann.
Die Lösung ist dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der oder die Rahmen (Fig. I, 2) gegenüber dem nahezu waagerecht eintretenden Wind kippbar ausgeführt ist/sind
  • - daß die Kippbarkeit erreicht wird mittels eines drehba­ ren Trägermastes mit u-förmigem Aufbaugestänge (Fig. I, 11 und 12), welches 2 Lager (Fig. I, 9) aufweist, in welchem je ein zum kippbaren Rahmen gehörender Zapfen (Fig. I, 7) gelagert ist
  • - daß ein kippbarer Rahmen (Fig. I, 2) mit einer Führung/Führungen (Fig. I, 2.1) ausgestattet ist für einen weiteren Rahmen, der als Trägerrahmen (Fig. I, 1) für mindestens 1 Klappe/aerodynamisches Profil ausgebildet ist, wobei die von dieser/m aufgenommene Windkraft auf den Trägerrahmen übertragen wird, der geführte Hin- und Herbewegungen voll­ ziehen kann
  • - daß die auf den Trägerrahmen (Fig. VI, 1) übertragene Windkraft an eine Kurbel mit Abtriebs- bzw. Antriebswel­ le (Fig. VI, 5, 1 und 5) mittels einer Achse zwischen Trä­ gerrahmen und Kurbel (Fig. VI, 22) weitergegeben wird wobei durch diese Kupplung im Betrieb Kippstellungen des Trägerrahmens (Fig. VI, 1) und des kippbaren Rahmens (Fig. VI, 2) hervorgerufen werden, wobei 1 Kurbel an Ab­ triebs- bzw. Antriebswelle für mehrere übereinander an einer senkrecht ausgeführten Kippachse (Fig. VI, 8) an­ geordnete kippbare Rahmen mit Trägerrahmen (Fig. VI, 1 und 2) für deren gemeinsame Kippbewegungen vorgesehen sein kann
  • - daß der kippbare Rahmen (Fig. V, 2) und sein Trägerrah­ men mittels Verbindungselementen mit einer Pleuelstange (Fig. V, 2.2) , einer Kurbel mit Zapfen (Fig. V, 5.1) und einem Abtriebswellenstück (Fig. V, 5) kippfest so verbunden ist, daß die Hin- und Herbewegungen des Trägerrahmens über Pleuelstange und Kurbel auf die Abtriebswelle übertragen werden, wobei die Abtriebswelle zwecks Ausgleich zwischen Kippbewegungen und Drehbewegungen mit mindestens 2 Kugel­ gelenken (Fig. V, 5.2 und 5.4), einem längenverschiebba­ ren Abtriebswellenteil (Fig. V, 5.3) und einem festgelager­ ten Abtriebswellenteil (Fig. V, 5.5) plus Schwungmasse vor­ gesehen ist
  • - daß Variabilität, auch im Betrieb, vorgesehen ist bzgl.:
    Anstellwinkel und Profil
    Zahl von Profilen auf/an einem Trägerrahmen, ihre Di­ stanz zueinander, Kombination verschiedener/gegensätz­ licher Profilformen, knickbares La Cour-Profil ( vgl. Fig. IV)
    Kippbarkeit, Kippstellung, Kippausschlag, Kipptakt, Kippablauf, Kippprogramm
    sämtlicher aerodynamisch/hydrodynamisch bedeutsamer Abmessungen bei in dieser Anmeldung genannten Bauele­ menten/Strecken usw., z. B. bei dem Abstand zwischen Kippachse und Abtriebswelle (vgl. Fig. VI, 8 und 5)
  • - daß für Lösungen von Aufgaben beim Anmeldungsgegenstand vor, im und nach dem Betrieb, auch im nicht aerodynami­ schen bzw. nicht hydrodynamischen Teil der Anlage, als verschiedene technische Wege mittels bekannter Techniken bzw. Bauteilen, insbesondere auch für Aufgaben im Zusam­ menhang mit dem Kippen/Kippstellungen/Kippvorgängen usw. von kippbarem Rahmen mit Trägerrahmen sowie der Weiter­ gabe/Verwendung gewonnener Energie vorgesehen ist/sind (evtl. als Kombinationen untereinander):
    als Wege: per Hand mittels Griff usw., bzw. durch Einrich­ tungen/Systeme mechanischer, motorischer, servomotorischer, schrittmotorischer, magnetischer, elektrischer, elektro­ magnetischer, pneumatischer, aerodynamischer, hydrodynami­ scher, hydraulischer, selbsttätiger, nachrichtentechni­ scher usw. Art;
    als Bauteile: Gelenk, Scharnier, Kurbel an Antriebs- bzw. Abtriebswelle oder ein anderes Getriebe, Exzenter, Stoß­ steuerungs- und/oder Seilszugsystem, Umlenkblock, Zahn­ stange/rad, Freilaufeinrichtung/system, Verbindungsele­ ment, Anschlag
  • - daß vorgesehen ist: eine intelligente, vorzugsweise elektronische Steuer- bzw. Regeleinrichtung zur Steue­ rung bzw. Regelung vor, in und nach dem Betrieb der Ma­ schine in Abstimmung auf die Gesamtbetriebsbedingungen, sowie für Aufgaben der Sturmsicherung und Energiespei­ cherung
Bemerkungen zur Lösung:
kippbarer Rahmen und Trägerrahmen müssen nicht unbedingt als geschlossene Rahmen ausgeführt sein; sie können auch in "reduzierter" Form vorgesehen sein (vgl.
Fig.
I,
1
u.
2
):
z. B. nur eine Seite eines Rahmens als Rahmen mit Füh­ rung und eine Seite des Trägerrahmens als Trägerrahmen (vgl.
Fig.
VI,
1
und
2
); alles muß aber ausreichend sta­ bil ausgeführt sein für die jeweiligen Funktionen: als kippbarer Rahmen, der den Trägerrahmen führen, halten stützen und tragen können soll, und als Trägerrahmen für mindestens eine geeignete Klappe.
Diese Anmeldung betrifft insbesondere die aerodynamische Anwendung der erfinderischen Idee. Diese läßt sich ent­ sprechend jedoch auch unter Berücksichtigung der Bedin­ gungen und Rahmenbedingungen des Mediums strömendes Was­ ser anwenden.
Vorteile
Die vorgestellte Weiterentwicklung der Meltzerschen Windkraftmaschine (vgl. vor allem Fig. VI und VII : die Kombination vom kippbarem Rahmen und Trägerrahmen mit einer Kurbel an einer Abtriebswelle) bedeutet u. a. fol­ gende Vorteile:
  • - größere Leistung als bei Meltzers Maschine zu erwarten
  • - einfache und robuste Ausführung möglich
  • - evtl. Einsatz in Wohngebieten möglich, da niedrige Geräuschentwicklung
  • - reparatur- und wartungsfreundlich konstruierbar
  • - für Vögel ungefährlich
  • - sturmsicher in die Strömung steuerbar
  • - Unterbringung des Generators oder einer anderen Maschine am unteren Ende der Abtriebswelle möglich
  • - Aufstockung zu einem Energieturm möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in schematischen Skizzen dargestellt und werden im Folgenden näher be­ schrieben. Erläuterungen und Bemerkungen zu den Ziffern in den einzelnen schematischen Skizzen.
Fig. I
Dieses Ausführungsbeispiel, Sicht direkt von vorn, lehnt sich noch stark an Meltzer an und soll nur den Zusammen­ hang der Hauptbauelemente verdeutlichen.
1 = Trägerrahmen, hier mit nur einem aerodynamischen Profil, etwas von der Seite her gesehen; es handele sich um ein Profil, welches gemäß Fig. IV (plus Text dazu) im Betrieb gegenteilige Profilformen annehmen kann
2 = kippbarer Rahmen für 1 mit 3; der Trägerrahmen (1) kann sich, im kippbaren Rahmen geführt, getragen und gehalten, in geeigneten variablen Grenzen hin und her bewegen; die Kippbarkeit des kippbaren Rah­ mens ist auch die des Trägerrahmens und umgekehrt
3 = ein einzelnes aerodynamisches Profil, der Strömung zugewandt, mit auch im Betrieb variablen Profil (vgl. zu 1) und evtl. auch gegenüber dem Rahmen variablen Anstellwinkel (vgl. die Anmerkung am Schluß zu diesem Ausführungsbeispiel) , innerhalb von 1 in geeigneter Weise angebracht
4 = an geeigneter Stelle angebracht: Stoppeinrichtungen, z. B. Anschlag für Trägerrahmen
7 = 2 Zapfen, rechts und links an 2 mit 2.1, damit 2 mit 2.1 hin und her gekippt werden kann; und zwar über die gedachte waagerecht liegende Verbindungslinie zwischen den Zapfen (8), welche gepunktet dargestellt ist; diese waagerechte Verbindungslinie teilt in die­ sem Ausführungsbeispiel 2 in einen gleich großen obe­ ren und unteren Bereich oder, wenn sie anders liegt, in verschieden große Bereiche; die gedachte Verbin­ dungslinie als
8 = waagerechte Kippachse für den kippbaren Rahmen mit 1. Der Kipptakt von 2 und 2.1 mit 1 und 3, der jeweili­ ge Neigungswinkel gegenüber dem nahezu waagerecht an­ kommenden Wind, die Strecke der Hin- und Herbewe­ gungen von 1: alles sei variabel im Betrieb vorgese­ hen
9 = rechts und links Lager für die Zapfen, zu 12 gehö­ rend
10 = der Aufbaugrund
11 = senkrecht stehender drehbarer Trägermast, über die­ sen die Möglichkeit, in die Strömung zu steuern
12 = u-förmiges Aufbaugestänge, über 11 angeordnet, mit 11 drehfest verbunden
13 = Strömungsrichtung
14 = Standpunkt des Betrachters
Anmerkung: Ein kippbarer Rahmen muß nicht unbedingt als ständig im Betrieb hin- und herkippend genutzt werden. Er kann - eingestellt auf die derzeitige Richtung der Gesamt­ kraft der eingesetzten Klappe/des aerodynamischen Pro­ fils - jetzt noch dienen zu: einem Arbeitstakt in Richtung der Gesamtkraft und einem reinen Rückstelltakt auf eben dieser Bahn. Dieser Rückstelltakt kann durch ausreichende Veränderung des Anstellwinkels der Klappe selbst gegen­ über dem nahezu waagerecht eintretendem Wind erreicht wer­ den: Prinzip "Wendeklappe" wie bei Meltzer.
Fig. II und III
Diese schematischen Skizzen zeigen, vgl. dazu Fig . I, von oder Seite her gesehen, nur den kippbaren Rahmen (2) in 2 gegenüber liegenden Kippstellungen; ferner eine auch von der Seite her sichtbare Klappe (3), gestaltet als Pro­ filgitter mit Klappen, die in Segelstllung gehen können; außerdem die Kippachse (8). Es sei von nur einem Arbeits­ takt von links unten nach rechts oben und einem reinen Rückstelltakt von links oben nach rechts unten (dazwi­ schen ein Kippvorgang) ausgegangen. Beim Rückstelltakt ge­ hen die schmalen Profilgitterklappen in Segelstellung.
2 = kippbarer Rahmen
3 = Profilgitter mit Klappe
8 = waagerecht liegende Kippachse
13 = Strömungsrichtung
15 = Richtung des Arbeitstaktes
16 = Richtung des Rückstelltaktes
Fig. IV
Ein La Cour-Auftriebsprofil (vgl. Felix von König, Windenergie in praktischer Nutzung, 3. Auflage, Udo Pfrie­ mer Verlag München, S. 121) sei mittels Scharnier nach bei­ den Seiten hin knickbar gemacht worden. Wenn ein solches nun als Klappe in der Maschine Fig. VI, 3 / Fig. VII, 3 ein­ gesetzt wird, geschieht beim Übergang vom vorderen Be­ reich des Abbremsens der Strömung in den hinteren Bereich des Abbremsens (oder umgekehrt) aerodynamisch-automatisch das Umknicken in die andere Profilform hinein.
Es können auch Weiterentwicklungen des La Cour-Profils Verwendung finden: stromlinienförmig, verkleidet, schwenkbar (vgl. wie oben S. 123), wenn sie auf die hier gemeinten speziellen Einsatzbedingungen hin gestaltet sind. Fig. IV = Sicht von oben.
13 = Strömungsrichtung; die Anstellwinkel ergeben sich im Betrieb durch die Kippvorgänge am kippbaren Rahmen mit Trägerrahmen (vgl. Fig. VII)
17 = hier, wo sich die Strömung teilt, muß die nötige Beweglichkeit für das Umknicken in die jeweils an­ dere Profilform durch die Art, wie das Profil mit dem Trägerrahmen verbunden ist, gegeben sein: der Trägerrahmen als Aufbaugrund für das knickbare La Cour-Profil
18 = zu der nötigen Beweglichkeit in die jeweils andere Profilform gehören geeignete, auch im Betrieb vari­ able Grenzen, wofür zwei Anschläge (18) vorgesehen sind; diese sind vom Trägerrahmen als Aufbaugrund her konstruiert
19 = hier im Bereich der hinteren Kante des Profils muß sich das Profil für den Knickvorgang in einer Füh­ rung nach hinten hin strecken und wieder verkürzen können; diese Führung ist auch vom Trägerrahmen als Aufbaugrund her konstruiert
20 = Scharnier, um das Umknicken in die jeweils andere Profilform zu ermöglichen
Anmerkung: Ein knickbares La Cour-Profil mag kompliziert und im Betrieb störungsanfällig erscheinen. Ein Modell ge­ mäß Fig. VI und VII arbeitet auch mit einer ebenen Platte von geeigneten Abmessungen, senkrecht auf und quer zum Trägerrahmen konstruiert, gut. Eine solche ebene Platte müßte dann lediglich entsprechend höher und dadurch eine größere Strömungsangriffsfläche bietend geplant sein, um in der Leistung mit einem La Cour-Profil konkurrieren zu können. Auch ein symmetrisches Profil wäre eine Möglich­ keit der Alternative zum La Cour-Profil.
Fig. V
Diese schematische Skizze zeigt eine der Möglichkeiten der Kombination von kippbarem Rahmen usw. (vgl. Fig. I, 2) mit einer Abtriebs- bzw. Antriebswelle. Auch zum Ganzen vgl. Fig. I.
In dieser schematischen Skizze ist - von der Seite her gesehen - nur gezeichnet: der kippbare Rahmen (2), in dem sich der Trägerrahmen (nicht dargestellt) bewegt, plus unterhalb des kippbaren Rahmens (bei entsprechend gestal­ tetem Aufbaugerüst, vgl. Fig. I, 12, mittels Verbindungsge­ stänges, letzteres nicht dargestellt) angeordneter Pleuel­ stange (2.2 - kippfest mit dem kippbaren Rahmen verbunden). Die Pleuelstange ist einerseits mit dem Trägerrahmen und andererseits über eine Kurbel mit Zapfen (5.1) mit einem Abtriebswellenstück (5) für Zusammenarbeit gekuppelt. Das Abtriebswellenstück (5) ist über ein Kugelgelenk (5.2) mit einem längenverschiebbaren Abtriebswellenteil (5.3) ver­ bunden, dieses über ein weiteres Kugelgelenk (5.4) mit einem festgelagerten Abtriebswellenteil (5.5) plus Schwungmasse.
2 = kippbarer Rahmen
2.2 = "Pleuelstange", kippfest mit dem kippbaren Rahmen verbunden
5 = Abtriebswellenstück, kippfest mit dem kippbaren Rahmen verbunden
5.1 = Kurbel mit Zapfen, kippbar mit dem kippbaren Rahmen verbunden
5.2 und 5.4 = Kugelgelenk
5.3 = längenverschiebbares Abtriebswellenteil
5.5 = festgelagertes Abtriebswellenteil
Fig. VI
Dieses Ausführungsbeispiel zeigt (wie auch Fig. V) eine Möglichkeit der Kombination eines kippbaren Rahmens usw. (vgl. Fig. I) mit einer Kurbel an einer Abtriebs- bzw. An­ triebswelle.
Über eine drehbare Grundplatte (11) ist die Maschine in die Strömung steuerbar. In 11 ist drehbar gelagert eine Abtriebs- bzw. Antriebswelle (5), senkrecht angeordnet. Mit 11 ist drehfest verbunden eine senkrecht angeordne­ te Kippachse (8); oben an dieser ist hin und her (4) in den nötigen Grenzen (die durch die Kurbellänge und den Abstand zwischen 8 und 5 definiert werden) beweglich an­ geordnet und gelagert ein kippbarer Rahmen (2), in gegen­ über Fig. I sehr reduzierter Ausführungsform vorliegend. In der/den Führung/en des Rahmens kann der Trägerrah­ men (1), der auf den kippbaren Rahmen abgestimmt ist und auch in "reduzierter" Ausführungsform vorliegt, sich hin und her bewegen, wobei die Strecke des Hin und Her sich sich aus der Länge der Kurbel (5.1) ergibt.
Der kippbare Rahmen (2) und der Trägerrahmen (1) arbeiten zusammen wie die Hauptteile einer ineinander verschiebba­ ren Schubladenführung; bei einem kleinen Modell, welches als Vorlage für diese schematische Skizze diente, wurde mit Erfolg eine Schubladenführung eingesetzt: das breite­ re, am Schrank zu befestigende Teil als kippbarer Rahmen, das innere mit der Schublade zu verbindende Teil als Trä­ gerrahmen.
1 = Trägerrahmen
1.1 = Teil von 1, Teil des Trägerrahmens. Mit 1.1 soll angedeutet werden, daß 1, in 2 geführt, als Verlänge­ rung von 1 (nach "links") über 8 hinaus zusätzlich gestal­ tet sein kann, um "jenseits" von B z. B. mindestens eine weitere Klappe zu tragen (zusätzlich zu 3); es kann "links" von 8 auch eine weitere Kurbelwelle vorgesehen sein.
2 = kippbarer Rahmen
3 = senkrecht auf dem Trägerrahmen und quer zu ihm an­ geordnete Klappe (einsetzbar auch ein aerodyna­ misch ausgebildetes Profil oder auch ein speziel­ les knickbares La Cour-Profil, vgl. Fig. IV)
4 = Andeutung der in einer ebenen Fläche liegenden Kippbewegungen des kippbaren Rahmens (2) mit dem Trägerrahmen (1 und 1.1)
5 = Abtriebs-bzw. Antriebswelle
5.1 = Kurbel
8 = senkrecht angeordnete Kippachse
11 = drehbare Grundplatte, über diese Steuern in die Strömung
13 = Strömungsrichtung
21 = Drehrichtung
22 = Achse zwischen Trägerrahmen (1) und Kurbel (5.1)
23 = hier ist 22 mit der Kurbel drehfest verschraubt
24 = hier befindet sich ein Lager für Drehungen der Kur­ bel mit der Achse 22 gegenüber dem Trägerrahmen (1) der zusammen mit dem kippbaren Rahmen (2) hin und her bewegt wird (vgl. 4) und sich ferner im kippba­ ren Rahmen hin und her verschiebt; 3 wird während­ dessen auf einer Kreisbahn herumgeführt, besser ge­ sagt: im Betrieb wird die von 3 aufgenommene Wind­ kraft erst an den Trägerrahmen und dann an Kurbel und Abtriebswelle weitergegeben
25 = Abstands- und Haltegestänge zwischen Trägerrahmen und Klappe
Anmerkung:
Wenn 1 und 2 in einer gewissen Höhe, etwa der Höhe der Klappe 3 wie in dieser Skizze angeordnet und arbeitend, als störend empfunden werden sollten, könnte 1 nach un­ ten hin abknickend gestaltet sein und "unten" nach er­ neutem Abgeknicktsein in Richtung Kippachse (8) in 2 hin­ einführen.
Die Anordnung Fig. VI kann auch mit waagerecht ausgeführ­ ter Kippachse (8), insgesamt um 90 Grad nach "links" ge­ dreht, vorgesehen sein: "oben" die Kurbel mit der Ab­ triebswelle (5 und 5.1) und im mittleren oder unteren Be­ reich die Kippachse (8), dazu notwendige Veränderungen: z. B. statt 11 eine andere drehbare Grundplatte, über die in die Strömung gesteuert werden könnte; die jetzige Grundplatte 11 könnte dann die Funktion einer seitlich angeordneten Konstruktionsplatte haben. Ein Nachteil die­ ser Anordnung wäre, daß die Drehbewegungen der Abtriebs­ welle aus dem oberen Bereich nach unten hin z. B. mittels Riementrieb weitergeleitet werden müßten.
Fig. VII
Diese schematische Skizze gehört zu Fig. VT und soll, von oben gesehen, die verschiedenen Anstellwinkel zeigen, die sich ergeben, wenn sich die Kurbel (Fig. VI, 5.1) mit der in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen einen Klappe auf dem Trägerrahmen (vgl. Fig. VI, 3 und 1) dreht. Bei den Drehungen der Kurbel ergeben sich Kippstellungen von Trägerrahmen und kippbarem Rahmen (vgl. Fig. VI, 1 u. 2) und gleichzeitig eben Anstellwinkel der quer auf dem Trä­ gerrahmen angebrachten Klappe gegenüber der Strömungs­ richtung. Die Anstellwinkel insgesamt wiederum sind vari­ abel über die Variabilität der Kurbellänge und den Ab­ stand zwischen Kippachse und Abtriebswelle (vgl. Fig. VI und VII, 8 und 5); hier in Fig. VII, 3 ist eine ebene Platte als Klappe eingezeichnet, genauer: eine der Positionen, die sie bei der Drehung der Kurbel (vgl. Fig. VI, 5.1) einnimmt. Es ist sichtbar: in dem Punkt des Übergangs vom hinteren Bereich des Abbremsens der Strömung in den vorderen Bereich des Abbremsens der Strömung (und umge­ kehrt) ist die Klappe ohne jegliches Angestelltsein ge­ gen die Strömung, die Fahrt gewinnen kann (vgl. Fig. VII, die Mittellinie rechts und links). Bei der Betrachtung von Fig. VII kann auch deutlich werden, daß die genaue Steuerung der Maschine in die Strömung wichtig ist, da sonst im vorderen oder hinteren Bereich die Strömung schlechter abgebremst wird und die Kurbelstellungen beim Übergang vom vorderen in den hinteren Bereich des Abbrem­ sens der Strömung bzw. umgekehrt nicht optimal sind, was sich sofort leistungsmindernd auswirkt.
1 = Trägerrahmen, in kippbaren Rahmen 2 hineinführend (vgl. Fig VI, 1 und 2)
3 = eine der 12 gezeichneten Positionen der einen ebe­ nen senkrecht auf und quer zu dem Trägerrahmen (1) angebrachten Klappe
5 = Mitte der Abtriebswelle
8 = Mitte der senkrecht angeordneten Kippachse
13 = Strömungsrichtung
21 = Drehrichtung
26 = der Winkel von 90 Grad zwischen der ebenen Klappe und dem Trägerrahmen, von oben gesehen.
Zur Frage noch anderer Anstellwinkel: Bei der Kombination von kippbarem Rahmen und Trägerrahmen mit Kurbel und Ab­ triebswelle wird (vgl. Fig. VII) die auf dem Trägerrahmen angebrachte Klappe im Betrieb auf einer Kreisbahn herum­ geführt. Vor allem mittels eines veränderten/anderen Ge­ triebes könnte eine andere Bahn, z. B. eine Ellipse, die Bahnfigur sein, die die Klappe vor der Strömung beschreibt.

Claims (9)

1. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, mit Wendeklappen, die unter Umschaltung des Neigungswin­ kels durch den Wind auf- und abbewegt werden, wobei die Klappen in einem um eine senkrechte Achse drehbaren Rah­ men zwischen schwingbaren Doppelhebeln aufgehängt sind, auf welche die von den Flächen aufgenommene Windkraft übertragen wird (Windkraftwerk von Meltzer), dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Rahmen (Fig. I, 2) gegenüber dem nahezu waagerecht eintretenden Wind kippbar ausgeführt ist/sind.
2. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Kippbarkeit erreicht wird mittels eines drehba­ ren Trägermastes mit u-förmigem Aufbaugestänge (Fig. I, 11 und 12), welches 2 Lager (Fig. I, 9) aufweist, in welchem je ein zum kippbaren Rahmen gehörender Zapfen (Fig. I, 7) gelagert ist.
3. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein kippbarer Rahmen (Fig. I, 2) mit einer Führung/ Führungen (Fig. I, 2.1) ausgestattet ist für einen weiteren Rahmen, der als Trägerrahmen (Fig. I, 1) für mindestens 1 Klappe/aerodynamisches Profil ausgebildet ist, wobei die von dieser/m aufgenommene Windkraft auf den Trägerrahmen übertragen wird, der geführte Hin- und Herbewegungen voll­ ziehen kann,
4. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Trägerrahmen (Fig. VI, 1) übertragene Windkraft an eine Kurbel mit Abtriebs- bzw. Antriebswel­ le (Fig. VI, 5.1 und 5) mittels einer Achse zwischen Trä­ gerrahmen und Kurbel (Fig. VI, 22) weitergegeben wird, wobei durch diese Kupplung im Betrieb Kippstellungen des Trägerrahmens (Fig. VI, 1) und des kippbaren Rahmens (Fig. VI, 2) hervorgerufen werden, wobei 1 Kurbel an Ab­ triebs- bzw. Antriebswelle für mehrere übereinander an einer senkrecht ausgeführten Kippachse (Fig. VI, 8) an­ geordnete kippbare Rahmen mit Trägerrahmen (Fig. VI, 1 und 2) für deren gemeinsame Kippbewegungen vorgesehen sein kann.
5. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kippbare Rahmen (Fig. V, 2) und sein Trägerrah­ men mittels Verbindungselementen mit einer Pleuelstange (Fig. V, 2.2), einer Kurbel mit Zapfen (Fig. V, 5.1) und einem Abtriebswellenstück (Fig. V, 5) kippfest so verbunden ist, daß die Hin- und Herbewegungen des Trägerrahmens über Pleuelstange und Kurbel auf die Abtriebswelle übertragen werden, wobei die Abtriebswelle zwecks Ausgleich zwischen Kippbewegungen und Drehbewegungen mit mindestens 2 Kugel­ gelenken (Fig. V, 5.2 und 5.4), einem längenverschiebba­ ren Abtriebswellenteil (Fig. V, 5.3) und einem festgelager­ ten Abtriebswellenteil (Fig. V, 5.5) plus Schwungmasse vor­ gesehen ist.
6. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Variabilität, auch im Betrieb, vorgesehen ist bzgl.
Anstellwinkel und Profil
Zahl von Profilen auf/an einem Trägerrahmen, ihre Di­ stanz zueinander, Kombination verschiedener/gegensätz­ licher Profilformen, knickbares La Cour-Profil (vgl. Fig. IV)
Kippbarkeit, Kippstellung, Kippausschlag, Kipptakt, Kippablauf, Kippprogramm
sämtlicher aerodynamisch/hydrodynamisch bedeutsamer Abmessungen bei in dieser Anmeldung genannten Bauele­ menten/Strecken usw., z. B. bei dem Abstand zwischen Kippachse und Abtriebswelle (vgl. Fig. VI, 8 und 5).
7. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für Lösungen von Aufgaben beim Anmeldungsgegenstand vor, im und nach dem Betrieb, auch im nicht aerodynami­ schen bzw. nicht hydrodynamischen Teil der Anlage, als verschiedene technische Wege mittels bekannter Techniken bzw. Bauteile, insbesondere auch für Aufgaben im Zusam­ menhang mit dem Kippen/Kippstellungen/Kippvorgängen usw. von kippbarem Rahmen mit Trägerrahmen sowie der Weiter­ gabe/Verwendung gewonnener Energie vorgesehen ist/sind (evtl. als Kombinationen untereinander):
als Wege: per Hand mittels Griff usw., bzw. durch Einrich­ tungen/Systeme mechanischer, motorischer, servomotorischer, schrittmotorischer, magnetischer, elektrischer, elektro­ magnetischer, pneumatischer, aerodynamischer, hydrodynami­ scher, hydraulischer, selbsttätiger, nachrichtentechni­ scher usw. Art;
als Bauteile: Gelenk, Scharnier, Kurbel an Antriebs- bzw. Abtriebswelle oder ein anderes Getriebe, Exzenter, Stoß­ steuerungs- und/oder Seilszugsystem, Umlenkblock, Zahn­ stange/rad, Freilaufeinrichtung/system, Verbindungsele­ ment, Anschlag.
8. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen ist: eine intelligente, vorzugsweise elektronische Steuer- bzw. Regeleinrichtung zur Steue­ rung bzw. Regelung vor, in und nach dem Betrieb der Ma­ schine in Abstimmung auf die Gesamtbetriebsbedingungen, sowie für Aufgaben der Sturmsicherung und Energiespei­ cherung.
DE19741759A 1996-10-16 1997-09-22 Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine Withdrawn DE19741759A1 (de)

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DE10009468A1 (de) * 2000-02-28 2001-09-13 Guenter Freudenau Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine
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