DE202017107912U1 - Windkraftanlage - Google Patents

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Abstract

Eine Windkraftanlage, umfassend: eine Welle, wobei mehrere erste Stangen ringförmig an einem äußeren Ende der Welle angeordnet sind, wobei die mehreren ersten Stangen gleichmäßig radial angeordnet sind, wobei mehrere zweite Stangen ringförmig am anderen äußeren Ende der Welle angeordnet sind, wobei die mehreren zweiten Stangen gleichmäßig radial angeordnet sind, wobei die zweiten Stangen und die ersten Stangen symmetrisch parallel zueinander liegen; mehrere Flügelanordnungen, wobei jede Flügelanordnung jeweils einen ersten Stab, einen Flügel und einen zweiten Stab umfasst, wobei eine Seite des Flügels mit dem ersten Stab verbunden ist, wobei die andere Seite des Flügels mit dem zweiten Stab verbunden ist, wobei der erste Stab axial mit der ersten Stange und der zweiten Stange verbunden ist, um die Umklappbewegung des Flügels zu ermöglichen; und einen Tragrahmen, wobei sein oberes Ende axial mit der Welle verbunden ist, wodurch die Welle senkrecht zum Tragrahmen steht und sich auf diesem dreht.

Description

  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windkraftanlage und insbesondere eine Windkraftanlage, bei der die Welle durch eine Umklappbewegung der Flügel zur schnellen Drehung angetrieben wird. Mit der Erfindung können die vorteilhaften Effekte eines effizienten Betriebs, der Gewichtsreduzierung, der Kosteneinsparung und der vereinfachten Wartung erreicht werden.
  • Stand der Technik
  • Bei den meisten Windkraftanlagen werden in der Regel mehrere Flügel an der zentralen Welle angebracht. Die Flügel sind massive Aufbauten und sie bestehen üblicherweise aus Metall- oder Verbundwerkstoffmaterialien. Daher sind die Flügel ziemlich sperrig und es ist viel Wind zur Ingangsetzung der Windkraftanlage erforderlich. Sowohl die Demontage als auch die Wartung sind sehr mühsam.
  • Darüber hinaus sind die Flügel herkömmlicher Windkraftanlagen auf der Welle fixiert, was zu einem Mangel an Flexibilität führt. Wenn der Wind die Welle zur Drehung und die Flügel zur Bewegung antreibt, sind die Flügel weiterhin auf der Welle fixiert, womit sich zwischen den Flügeln und dem Boden unterschiedliche Winkel bilden. Allerdings sind die fixierten Flügel nicht in der Lage, mit dem Wind umzuklappen, wodurch ein größerer Reibungswiderstand erzeugt wird und sich somit die Effektivität der Stromerzeugung verringert.
  • Angesichts des Problems hat sich der Erfinder anhand seiner langjährigen Berufserfahrung der Lösung des Problems gewidmet und nach mehreren Änderungen, Versuchen und Verbesserungen schließlich die erfindungsgemäße Windkraftanlage hervorgebracht, bei der die Welle durch die Umklappbewegung der Flügel mitbewegt wird und somit ein schnelles Drehen ermöglicht wird. Mit der Erfindung können die vorteilhaften Effekte eines effizienten Betriebs, der Gewichtsreduzierung, der Kosteneinsparung und der vereinfachten Wartung erreicht werden.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Windkraftanlage bereitzustellen, durch die die vorteilhaften Effekte der Gewichtsreduzierung, der Leistungssteigerung, der Kosteneinsparung und der vereinfachten Wartung erreicht werden können.
  • Zur Lösung der oben genannten Aufgaben stellt die vorliegende Erfindung eine Windkraftanlage bereit, umfassend: eine Welle, wobei mehrere erste Stangen ringförmig an einem äußeren Ende der Welle angeordnet sind, wobei die mehreren ersten Stangen gleichmäßig radial angeordnet sind, wobei mehrere zweite Stangen ringförmig am anderen äußeren Ende der Welle angeordnet sind, wobei die mehreren zweiten Stangen gleichmäßig radial angeordnet sind, wobei die zweiten Stangen und die ersten Stangen symmetrisch parallel zueinander liegen; mehrere Flügelanordnungen, wobei jede Flügelanordnung jeweils einen ersten Stab, einen Flügel und einen zweiten Stab umfasst, wobei eine Seite des Flügels mit dem ersten Stab verbunden ist, wobei die andere Seite des Flügels mit dem zweiten Stab verbunden ist, wobei der erste Stab axial mit der ersten Stange und der zweiten Stange verbunden ist, um die Umklappbewegung des Flügels zu ermöglichen; und einen Tragrahmen, wobei sein oberes Ende axial mit der Welle verbunden ist, wodurch die Welle senkrecht zum Tragrahmen steht und sich auf diesem dreht. Auf diese Weise wird die Windkraft effizienter aufgefangen, um die vorteilhaften Effekte der Gewichtsreduzierung, der Kosteneinsparung und der vereinfachten Wartung zu erzielen.
  • Wie sich aus der obigen Beschreibung der Windkraftanlage ergibt, umfasst diese ferner eine Luftstromsteuerplatte und einen Drehsockel, wobei die Luftstromsteuerplatte an der Außenseite des Tragrahmens angeordnet ist, wobei der Drehsockel mit dem Boden des Tragrahmens verbunden ist, sodass der Tragrahmen horizontal auf dem Drehsockel gedreht werden kann.
  • Wie sich aus der obigen Beschreibung der Windkraftanlage ergibt, ist ein Ende der Welle mit einer Bremssteuerung verbunden, wobei die Bremssteuerung zum Stoppen der Drehung der Welle dient, wobei das andere Ende der Welle mit einer Leistungsabgabeeinheit verbunden ist, wobei bei der Drehung der Welle die Energie oder Leistung zur Stromerzeugung von der Leistungsabgabeeinheit bereitgestellt wird.
  • Wie sich aus der obigen Beschreibung der Windkraftanlage ergibt, bestehen die Flügel aus einem der folgenden Materialien: Leinwand, Kunststoff und Metall.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt eine weitere schematische perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung der Bewegung des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Siehe die 1 bis 4. Die erfindungsgemäße Windkraftanlage umfasst eine Welle 10, wobei mehrere erste Stangen 11 ringförmig an einem äußeren Ende der Welle 10 angeordnet sind, wobei die mehreren ersten Stangen 11 gleichmäßig radial angeordnet sind, wobei mehrere zweite Stangen 12 ringförmig am anderen äußeren Ende der Welle 10 angeordnet sind, wobei die mehreren zweiten Stangen 12 gleichmäßig radial angeordnet sind, wobei die zweiten Stangen 12 und die ersten Stangen 11 symmetrisch parallel zueinander liegen; mehrere Flügelanordnungen 20, wobei jede Flügelanordnung 20 jeweils einen ersten Stab 21, einen Flügel 23 und einen zweiten Stab 22 umfasst, wobei eine Seite des Flügels 23 mit dem ersten Stab 21 verbunden ist, wobei die andere Seite des Flügels 23 mit dem zweiten Stab 22 verbunden ist, wobei der erste Stab 21 axial mit der ersten Stange 11 und der zweiten Stange 12 verbunden ist, um die Umklappbewegung des Flügels 23 zu ermöglichen; und einen Tragrahmen 30, wobei sein oberes Ende axial mit der Welle 10 verbunden ist, wodurch die Welle 10 senkrecht zum Tragrahmen 30 steht und sich auf diesem dreht. Auf diese Weise wird die Windkraft effizienter aufgefangen, um die vorteilhaften Effekte der Gewichtsreduzierung, der Kosteneinsparung und der vereinfachten Wartung zu erzielen.
  • 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Wenn die Windkraftanlage noch nicht gestartet ist, stehen ohne Windeinfluss alle Flügelanordnungen aufgrund der Erdanziehungskraft senkrecht zum Boden. Die Flügel bestehen aus einem der folgenden Materialien: Leinwand, Kunststoff und Metall. Die Gewichte der Welle 10, der ersten Stangen 11, der zweiten Stangen 12 und der Flügelanordnungen 20 werden vom Tragrahmen 30 getragen. An der Außenseite des Tragrahmens 30 ist ferner eine Luftstromsteuerplatte 31 vorgesehen, die zur Steuerung der Richtung des Luftstroms dient. Der Boden des Tragrahmens 30 ist ferner mit einem Drehsockel 32 versehen, sodass der Tragrahmen 30 horizontal auf dem Drehsockel 32 gedreht werden kann. 2 zeigt eine weitere schematische perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Ende der Welle 10 ist mit einer Bremssteuerung 101 verbunden, wobei die Bremssteuerung 101 zum Stoppen der Drehung der Welle 10 dient.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung der Bewegung des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Wenn Wind auf die erfindungsgemäße Windkraftanlage auftrifft, lässt sich die Richtung, in die die erfindungsgemäße Windkraftanlage gerichtet ist, durch die Luftstromsteuerplatte 31 so einstellen, dass sie in Übereinstimmung mit der Windrichtung steht, wodurch die Flügelanordnungen 20 vom Wind angetrieben und entlang der Richtung des Luftstroms umgeklappt und bewegt werden. Gleichzeitig werden die axial mit den Flügelanordnungen 20 verbundenen ersten Stangen 11 bzw. zweiten Stangen 12 ebenfalls synchron gedreht. Dadurch, dass die Flügelanordnungen 20 Flügel 23, erste Stäbe 21 und zweite Stäbe 22 umfassen und die ersten Stäbe 21 axial mit den ersten Stangen 11 und den zweiten Stangen 12 verbunden sind, kann bei den Flügeln 23, wenn diese vom Luftstrom angeblasen werden, eine Umklappbewegung bewirkt und somit ein Winkel zwischen den Flügeln und dem Boden gebildet werden. Je stärker der Luftstrom ist, desto größer ist der Umklappwinkel der Flügel 23. Ferner ist die Länge der jeweilige zweiten Stäbe 22 größer als der Abstand zwischen einer jeweiligen ersten Stange 11 und der entsprechenden zweiten Stange 12. Wenn die Flügel 23 so weit umgeklappt werden, dass die Flügel sich selbst berühren, werden sie auf derselben Seite blockiert. Aus konstruktiven Gründen wird für diese Flügel 23 zur Gewichtsreduzierung ein Leinwandmaterial verwendet. Ferner verringert sich durch die Umklappbewegung der Flügel 23 der Reibungswiderstand, um dadurch die Leistung der Windkraftanlage zu verbessern. Siehe 2. Um die Windkraftanlage zu stoppen, wird die Drehung der Welle 10 mittels der Bremssteuerung 101 angehalten. Auf diese Weise werden bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage die ersten Stangen 11, die zweiten Stangen 12 und die Flügelanordnungen 20 durch Ausnutzung der Windkraft zur Drehung angetrieben. Gleichzeitig werden alle Flügelanordnungen 20 jeweils ebenfalls umgeklappt, wodurch die Welle 10 schnell gedreht werden kann, um so den Effekt der Arbeitsersparnis zu erzielen.
  • 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der Umsetzung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage ist ein Ende der Welle 10 mit einer Bremssteuerung 101 verbunden. Die Bremssteuerung 101 dient zum Stoppen der Drehung der Welle 10. Das andere Ende der Welle 10 ist mit einer Leistungsabgabeeinheit 102 verbunden. Bei der Drehung der Welle 10 wird die Energie oder Leistung von der Leistungsabgabeeinheit 102 bereitgestellt. Auf diese Weise kann bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage die durch Drehung der Welle 10 erzeugte Leistung mittels der Leistungsabgabeeinheit 102 ausgegeben werden, um so einen Energieerzeugungseffekt zu erzielen.

Claims (4)

  1. Eine Windkraftanlage, umfassend: eine Welle, wobei mehrere erste Stangen ringförmig an einem äußeren Ende der Welle angeordnet sind, wobei die mehreren ersten Stangen gleichmäßig radial angeordnet sind, wobei mehrere zweite Stangen ringförmig am anderen äußeren Ende der Welle angeordnet sind, wobei die mehreren zweiten Stangen gleichmäßig radial angeordnet sind, wobei die zweiten Stangen und die ersten Stangen symmetrisch parallel zueinander liegen; mehrere Flügelanordnungen, wobei jede Flügelanordnung jeweils einen ersten Stab, einen Flügel und einen zweiten Stab umfasst, wobei eine Seite des Flügels mit dem ersten Stab verbunden ist, wobei die andere Seite des Flügels mit dem zweiten Stab verbunden ist, wobei der erste Stab axial mit der ersten Stange und der zweiten Stange verbunden ist, um die Umklappbewegung des Flügels zu ermöglichen; und einen Tragrahmen, wobei sein oberes Ende axial mit der Welle verbunden ist, wodurch die Welle senkrecht zum Tragrahmen steht und sich auf diesem dreht.
  2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, wobei diese ferner eine Luftstromsteuerplatte und einen Drehsockel umfasst, wobei die Luftstromsteuerplatte an der Außenseite des Tragrahmens angeordnet ist, wobei der Drehsockel mit dem Boden des Tragrahmens verbunden ist, sodass der Tragrahmen horizontal auf dem Drehsockel gedreht werden kann.
  3. Windkraftanlage nach Anspruch 1, bei der ein Ende der Welle mit einer Bremssteuerung verbunden ist, wobei die Bremssteuerung zum Stoppen der Drehung der Welle dient, wobei das andere Ende der Welle mit einer Leistungsabgabeeinheit verbunden ist, wobei bei der Drehung der Welle die Energie oder Leistung zur Stromerzeugung von der Leistungsabgabeeinheit bereitgestellt wird.
  4. Windkraftanlage nach Anspruch 1, bei der die Flügel aus einem der folgenden Materialien bestehen: Leinwand, Kunststoff und Metall.
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