DE202008014231U1

DE202008014231U1 - Windrad mit einer Vertikalachse

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Publication number: DE202008014231U1
Application number: DE202008014231U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2018-10-23
Also published as: DE102008034464A1

Abstract

Windrad mit einer Vertikalachse und mindestens 2 gegenüberliegenden Schwenkflügeln (7, 8), deren Schwenkachsen (5, 6) in einer gemeinsamen Ebene liegen und zur besagten Vertikalachse (2) radial gerichtet sind, weist mindestens einen seine besagten 2 gegenüberliegenden Schwenkflügel (7, 8) verbindenden geradlinigen bzw. gekrümmten Stab (4), der einen zwischen ihren Flanken gebildeten Winkel von annähernd 90° sichert, und eine in Arbeitsstellung jedes zu seiner Schwenkachse (5 bzw. 6) asymmetrisch befindlichen Schwenkflügel (7 bzw. 8) seinen Neigungswinkel eingrenzende Begrenzungseinrichtung, deren Begrenzungsanschläge (13, 14) an einer Tragkonstruktion (3) der Vertikalachse (2) angeheftet sind und in Arbeitsstellung der Schwenkflügel (7, 8) ihre annähernde Vertikalstellung sichern, auf, dadurch gekennzeichnet, dass der die 2 gegenüberliegende Schwenkflügel (7, 8) verbindende Stab (4) den besagten Schwenkachsen (5, 6) seiner Schwenkflügel (7, 8) achsrecht gesetzt und an der Tragkonstruktion (3) der Vertikalachse (2) schwenkbar angebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Windrad eines Windenergiekonverters mit einer Vertikalachse und mindestens 2 gegenüberliegenden Schwenkflügeln, deren Schwenkachsen in einer gemeinsamen Ebene liegen und zur besagten Vertikalachse radial gerichtet sind. Dabei weist das Windrad mindestens einen seine besagten 2 gegenüberliegenden Schwenkflügel verbindenden geradlinigen bzw. gekrümmten Stab, der einen zwischen ihren Flanken gebildeten Winkel von annähernd 90° sichert, und eine in Arbeitsstellung jedes zu seiner Schwenkachse asymmetrisch befindlichen Schwenkflügels seinen Neigungswinkel eingrenzende Begrenzungseinrichtung, deren Begrenzungsanschläge an einer Tragkonstruktion der Vertikalachse angeheftet sind und in Arbeitsstellung der Schwenkflügel ihre annähernde Vertikalstellung sichern, auf.
Es sind bereits einige technischen Lösungen bekannt, in denen Windräder mit einer Vertikalachse beschrieben sind.
So ist aus dem Buch von Roland Gööck „Erfindungen der Menschheit. Wind. Wasser. Sonne. Kohlen. Öl" (Sigloch Edition '2001' ISBN: 3-89393-4) Seite 31 ein Windrad mit einer Vertikalachse bekannt. Es weist eine an der Vertikalachse befestigte waagerecht liegende runde Platte mit mehreren Schwenkflügelachsen, die an den besagten Schwenkflügelachsen schwenkbar angelenkten Flügel und eine Begrenzungseinrichtung der Flügelstellung auf. Die Schwenkflügelachsen sind zur Vertikalachse radial gerichtet. Die Begrenzungseinrichtung der Flügelstellung grenzt den Neigungswinkel jedes Flügels sowohl bei seiner Arbeitsstellung als auch bei seiner Gegenbewegung ein. Die das Windrad drehenden Flügel heben sich unter Winddruck von beinah liegender Neigungsstellung zu senkrechter. Gleichzeitig werden alle anderen Flügel unter ihrer Schwerkraft und dem Winddruck in die untere aber nicht horizontale Neigungsstellung gesenkt. Dabei formieren die gesenkten Flügel einen wesentlichen Widerstand der Drehung des Windrads. Die Wirksamkeit dieses Windrads ist infolgedessen niedrig.
In DE 20 2008 006 980 U1 ist ein Windrad mit einer Vertikalachse und Horizontalschwenkflügelachsen vorgeschlagen. Die befinden sich in einer gemeinsamen Ebene und sind zur besagten Vertikalachse radial gerichtet und an einer Tragkonstruktion der Vertikalachse angeheftet. Das Windrad weist eine in Arbeitsstellung jedes zu seiner Horizontalschwenkflügelachse asymmetrisch befindlichen Schwenkflügels seinen Neigungswinkel eingrenzende Begrenzungseinrichtung, deren Begrenzungsanschläge in Arbeitsstellung der Schwenkflügel ihre annähernde Vertikalstellung sichern, auf. Dabei weist das Windrad etliche Stäbe auf, von denen jeder die paarweise sich gegenüberliegenden Schwenkflügel starr paart und unter einem zwischen ihren Flanken gebildeten Winkel stets einhält, der annähernd 90° beträgt. Jeder Stab ist an den kleineren oberen Teilen seiner Schwenkflügel angeheftet und verläuft über die Vertikalachse des Windrads.
Zum Nachteil dieses Windrads gehört erhebliche Masse seiner pendelnden Teilen – der Stäbe und ihrer Halterungen an den Schwenkflügeln. Bei Arbeiten des Windrads führt es zugleich zur Verlangsamung der Umstellung jedes Schwenkflügels in eine vertikale Arbeitsstellung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Windrads mit der wenigeren Masse seiner vor allem pendelnden Teilen, was ein schnelleres und leichteres Umschlagen der Schwenkflügel in Arbeitsstellung und rückwärts in Horizontalstellung sichert.
Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1.Schutzanspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist der die 2 gegenüberliegenden Schwenkflügel verbindende Stab seinen Schwenkachsen dieser Schwenkflügel achsrecht gesetzt und an der Tragkonstruktion der Vertikalachse schwenkbar angebracht. Mindestens ein Stab kann wenigstens einen Begrenzer, der wenigstens mit einem Begrenzungsanschlag der Begrenzungseinrichtung zusammenwirkt, aufweisen. Mindestens 2 Stäbe der unterschiedlichen paarweise sich gegenüberliegenden Schwenkflügel können sich in den unterschiedlichen waagerechten Ebenen befinden. Wenigstens ein Stab kann mindestens eine Horizontalschwenkflügelachse, an welcher ihr Schwenkflügel schwenkbar angelenkt ist, und mindestens einen seinen Schwenkflügel unterstützenden Sperranschlag aufweisen. Mindestens ein Stab kann gekröpft ausgeführt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher geschrieben.
Es zeigen:
1 – Gesamtansicht des unter Winddruck laufenden Windrads mit 2 gegenüberliegenden Schwenkflügeln
2 – Gesamtansicht des laufenden Windrads mit 6 Schwenkflügeln und 3 Stäben, die 3 Begrenzer tragen, welche mit Begrenzungsanschlägen der Begrenzungseinrichtung zusammenwirken
3 – Gesamtansicht des laufenden Windrads mit 6 Schwenkflügeln und 3 Stäben, die 3 Begrenzer tragen, welche mit Begrenzungsanschlägen der Begrenzungseinrichtung zusammenwirken. 5 Schwenkflügel unterstützen mit den Sperranschlägen
4 – Gesamtansicht des laufenden Windrads mit 4 Schwenkflügeln und 2 Stäben, die in einer gemeinsamen Ebene liegen. Ein Stab gekröpft ausgeführt ist
Ein unter Windströmung w im Uhrzeigersinn sich drehenden Windrad 1 weist eine Vertikalachse 2, an deren Tragkonstruktion 3 ein Stab 4 schwenkbar angebracht ist, auf. Der Stab 4 ist den Schwenkachsen 5, 6 der Schwenkflügel 7, 8 achsrecht gesetzt. Die paarweise sich Schwenkflügel 7, 8 sind zu Enden des Stabes 4 starr befestigt, so dass in beliebiger Phase des Betriebs der Schwenkflügel 7, 8 ein zwischen ihren Flanken gebildeten Winkel von annähernd 90° gesichert ist. Der Begrenzungsanschlag 13 unterstützt den Schwenkflügel 7, gerade darum sich der unter Druck der Windströmung w befindliche Schwenkflügel 7 in der vertikalen Arbeitsstellung befindet und dreht das Windrad 1. Gleichzeitig befindet sich der Schwenkflügel 8 infolge der Wirkung des Stabs 4 in Horizontalstellung und in der Gegenbewegung. Die Stäbe 20, 21, 22 des Windrads 23 sind mit den mit Begrenzungsanschlägen 24–29 der Begrenzungseinrichtung zusammenwirkenden Begrenzern 30, 31, 32 ausgerüstet und befinden sich in den unterschiedlichen waagrechten Ebenen. Eine Tragkonstruktion 33 des Windrads 23 weist die kurzen Gehäusen 34, 35, 36 des Gehänges der Stäbe 20, 21, 22 auf. Trotz mehrerer mit den Stäben 20, 21, 22 paarweise sich unbewegbar verbundenen Schwenkflügel 43–48 weist das Windrad 23 ein einfacher und kompakter Aufbau auf. Stäbe 50, 51, 52 eines Windrads 53 weisen Horizontalschwenkflügelachsen 54–58, an denen die Schwenkflügel 59–63 schwenkbar aufgehängt sind, auf. Ein Schwenkflügel 64 ist an seinem Stab 50 starr angeheftet. Bei dem Arbeiten des Windrads 53 wirken die Schwenkflügel 59–63 mit ihren Sperranschlägen 65–69 stets zusammen. Jedoch können sich alle Schwenkflügel 59–64 gleichzeitig in Horizontalstellung heben, wenn die Drehzahl des Windrads 53 eine höchstzulässige Grenze überschreiten, was die Windenergieanlage vor Sturmströmung schützt. Äußerste Positionen der Stäbe 50, 51, 52 sichern ihre Begrenzer 70, 71, 72, deren Wendung die Begrenzungsanschläge 73–78 der Begrenzungseinrichtung eingrenzen. Ein Windrad 80 weist einen geradlinigen Stab 81 und einen gekröpften Stab 82 auf, dadurch sich beide Achsen der Stäben 81, 82 in einer gemeinsamen waagerechten Ebene befinden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 202008006980 U1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Roland Gööck „Erfindungen der Menschheit. Wind. Wasser. Sonne. Kohlen. Öl" (Sigloch Edition '2001' ISBN: 3-89393-4) Seite 31 [0003]

Claims

Windrad mit einer Vertikalachse und mindestens 2 gegenüberliegenden Schwenkflügeln (7, 8), deren Schwenkachsen (5, 6) in einer gemeinsamen Ebene liegen und zur besagten Vertikalachse (2) radial gerichtet sind, weist mindestens einen seine besagten 2 gegenüberliegenden Schwenkflügel (7, 8) verbindenden geradlinigen bzw. gekrümmten Stab (4), der einen zwischen ihren Flanken gebildeten Winkel von annähernd 90° sichert, und eine in Arbeitsstellung jedes zu seiner Schwenkachse (5 bzw. 6) asymmetrisch befindlichen Schwenkflügel (7 bzw. 8) seinen Neigungswinkel eingrenzende Begrenzungseinrichtung, deren Begrenzungsanschläge (13, 14) an einer Tragkonstruktion (3) der Vertikalachse (2) angeheftet sind und in Arbeitsstellung der Schwenkflügel (7, 8) ihre annähernde Vertikalstellung sichern, auf, dadurch gekennzeichnet, dass der die 2 gegenüberliegende Schwenkflügel (7, 8) verbindende Stab (4) den besagten Schwenkachsen (5, 6) seiner Schwenkflügel (7, 8) achsrecht gesetzt und an der Tragkonstruktion (3) der Vertikalachse (2) schwenkbar angebracht ist.
Windrad mit einer Vertikalachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stab (20) wenigstens einen Begrenzer (30) aufweist, der wenigstens mit einem Begrenzungsanschlag (24) der Begrenzungseinrichtung zusammenwirkt.
Windrad mit einer Vertikalachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens 2 Stäbe (20, 21 bzw. 22) der unterschiedlichen paarweise sich gegenüberliegenden Schwenkflügel (43 und 44, 45 und 46 bzw. 47 und 48) in den unterschiedlichen waagerechten Ebenen befinden.
Windrad mit einer Vertikalachse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stab (50) mindestens eine Horizontalschwenkfügelachse (54), an welcher ihr Schwenkflügel (59) schwenkbar angelenkt ist, und mindestens einen seinen Schwenkflügel (59) unterstützenden Sperranschlag (65) aufweist.
Windrad mit einer Vertikalachse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stab (82) gekröpft ausgeführt wird.