DE23934C

DE23934C - Windmotor

Info

Publication number: DE23934C
Application number: DENDAT23934D
Authority: DE
Original assignee: A. DUMONT in Paris

Description

KAISERLIC

■: ta η ν

PATENTAMT.

NTSCHRIFT

Das Wesentliche des auf den beili genden Zeichnungen dargestellten Windmotors besteht in der Construction des angewendeten Flügelrades. Die geometrische Construction der Fügel ist aus den Darstellungen in Fig. 1 bis 3 ersichtlich. Bei O findet, wie die perspectivische Ansicht in Fig. 7 zeigt, die Verbindung eines solchen Flügels mit der horizontalen Drehachse statt. In Fig. 12 ist die Richtung des Windes gegen das Flügelrad durch Pfeile angedeutet, ■welche infolge der automatischen Drehbarkeit des Motors stets ziemlich die gleiche zum Rade bleibt.

Fig. ι zeigt einen Flügel nach der Richtung der Drehachse gesehen, Fig. 2 den Flügel quer zur Achsenrichtung gesehen, und Fig. 3 veranschaulicht eine Horizontalprojecdon von Fig. 1. Aus Fig. 6, 7, 8 und 12 ist die Art der Fliigelkrümmung und die Form des Flügelrades ersichtlich.

Die Fläche eines jeden Flügels läfst sich in eine Anzahl von CurvenHnien A-B C-D E-F G-H zerlegen, deren Projection auf eine zur Drehachse verticale Ebene lauter concentrische Kreise A-B C-D . . , ergiebt, Fig. 1.

Der vordere spiralartig gekrümmte Flügelrand O BFDB A liegt zum hinteren Rand O G ECA derart, dafs der aufstofsende Wind von der Radperipherie nach der Drehachse hin Drucksachen findet, welche der Richtung der Achse sich umsomehr anschliefsen, je näher an der letzteren sie gelegen sind. Hierdurch werden an jeder Flügelstelle Componenten des ;Winddruckes erzeugt, deren Gesammtwirkung die Drehung des Flügelrades nach einer Richtung hin ist, die der Krümmungsrichtung (von der Drehachse aus gerechnet) der vorgenannten Ränder entgegengesetzt ist.

Die Winkel, welche die von den vorgenannten Rändern umschlossen gehaltenen Flügelpartien mit der Rotationsebene bilden, können verschiedene Werthe haben. In den Fig. 1 bis 7 bildet beispielsweise die am meisten auswärts belegene Partie, welche durch die Curvenlinie A-B repräsentirt wird, einen Winkel von 9 bis 25⁰ mit der Drehachse (j^e nach der zu erzielenden Geschwindigkeit). Die anderen Cmvenlinien C-D E-F haben in den Figuren der Zeichnung ebenfalls als Beispiel eine derartige Neigung zur Drehachse, dafs der Sinus des mit der Rotationsebene gebildeten Winkels umgekehrt proportional ist dem Quadrat der Entfernung einer jeden dieser Curvenlinien von der Drehachse. Dabei hat der Flügel in seiner Mitte eine Neigung zur Rotationsebene von 35⁰ bis 40⁰.

Der eingeschlossene Winkel vergröfsert sich in dem Mafse, wie der Abstand dieser Linien von der Drehachse kleiner wird. Er wird 90⁰ für die Stelle, wo der Anschlufs des Flügels an die Drehachse stattfindet.

Die Drehachse eines solchen Windrades ist auf einem in Fig. 8 bis 10 dargestellten Gestell gelagert. M stellt eine hohle Säule dar, um die sich das Gestell mit dem Rade drehen kann. Auf der Drehachse L sitzt, ein konisches Rad Q, welches mit einem konischen Rad P im Eingriff ist. Letzteres ist oben an der verticalen Achse K befestigt, die durch das Innere der Säule hindurchführt. Unterhalb des letzteren Rades sitzt eine mit dem Motoi gestell in fester Verbindung stehende Lagerplatte, welche das eine Lager E der Drehachse trägt. Mittelst

Claims

eines hohlen Spurzapfens //, durch welchen die Achse Ä"T hindurchgeht, stützt sich diese Platte und das daran befestigte Gestell auf eine Spur· pfanne /, welche oben auf dej Säule Al liegt, Vis kann sich somit der ganze Motor automatisch den verschiedensten Aenderungen in der Windrichtung anpassen, indem dann der Spurzapfen H in der Spurpfanne / der feststehenden Säule M sich dreht, Dabei findet ein Abwälzen des konischen Rades der Drehachse L auf demjenigen der Transmissionsachse A' statt, ohne dafs die Kraftübertragung auf letztere eine Unterbrechung erfährt, Die beiden Ständer Y Y des Gestelles sind unten durch eine Querverbindung zusammengehalten. An dieser letzteren sind um verticale Zapfen drehbare Rollen CC, Fig, ίο, angebracht, deren Peripherien die Peripherie dei vorgenannten Säule M tangiren, so dafs an letzterer das Gestell eine passende Führung erhält. Die Querverbindung ist über den linken Ständer hinaus verlängert und trägt an dieser Stelle einen Kasten A, den man mit Steinen ii. s. w. beliebig beschweren kann. Dadurch wird für den durch den Wind auf das Gestell ausgeübten Druck ein Gegendruck gebildet. Der Ständer Y rechts trägt oben ebenfalls eine Lagerplatte, worauf das andere Lager F der Drehachse L befestigt ist. Eine Spurplatte G nimmt hier den in der Richtung der Drehachse L fortgepflanzten Winddruck auf. Der letztere Ständer stützt sich unten auf zwei Laufrollen B B, Fig. 8 und 9, die bei der Drehung des Motors um die Säule M herum auf einer Kreisbahn fortrollen, so dafs der Drehungswiderstand das geringste Mafs erhält. Für leichtere Ausführungen können statt der gezahnten Räder P und Q auch Frictionsräder angewendet werden. Die Vorzüge des Motors dürften folgende sein:

1. Eine empfindliche Beweglichkeit, weiche die Ausnutzung der schwächsten Winde gestattet.

2. Eine verhältnifsmäfsig leichte Construction und dabei grofse Widerstandsfähigkeit gegen Sturm.

In den Fig. 11, 12 und 13 ist eine Anordnung dargestellt, bei der Leitschaufeln zur Einstellung des Motors, sowie zur Regulirung seiner Geschwindigkeit angewendet sind.

Die Leitschaufel besteht aus zwei hinten am Motorgestell vertical angebrachten Blättern. Die eine Schaufel AC ist ca. 35° gegen die Rotationsebene des Windrades geneigt und unbeweglich am Gestell befestigt. Die andere A B bildet nach der entgegengesetzten Richtung, wenn sie im Ruhezustände sich befindet, einen Winkel von 35⁰ mit der Rotationsebene. Der Th'eil A B ist, wie aus Fig. 13 hervorgeht, oben und unten um mit Schraubengewinde versehene Zapfen drehbar, so dafs, wenn er sich dem Theil AC nähert, gleichzeitig eine Hebung damit verbunden ist.

Durch seine eigene Schwere ist er bestrebt, immer in die Ruhestellung zurückzugehen, und zwar umsomehr, je steiler die Schraubengänge seiner Zapfen sind,

Um den Zweck dieser Leitschaufeln zu verstehen, ist zu bemerken, dafs, wenn man den Motor sich selbst überlassen würde, ohne dafs man derartige Schaufeln zu Hülfe nähme, seine Drehungsebene sich nicht normal zur Windrichtung einstellen würde. Dieselbe würde vielmehr von einer solchen normalen Einstellung mehr oder weniger abweichen. Es liegt dies an der Wirkung der eigenthümlichen Form der Flügel des Windrades.

Die Gröfse der Oberfläche beider Blätter A B A C ist so berechnet, dafs das Bestreben des Motors, aus der Normallage herauszugehen, vollständig aufgehoben wird. Nach Mafsgabe der Stärke dieser Tendenz ändert sich der erwähnte Winkel von anfangs 35⁰. In Fig. 12 bedeuten die Pfeile D V die Richtung des Windes. Die vollen Linien zeigen den Motor in einer Stellung zur Windrichtung, worin die ganze Oberfläche der Flügel vollständig nutzbar gemacht wird.

Wenn der Wind während des Ganges des Motors stärker wird, so dreht sich das Blatt // B um seine Zapfen. Die Gleichgewichtslage zwischen den deiden Richtblättern wird dadurch gestört, der Motor veicht dann von der eingenommenen Richtung leicht ab und bietet dem Winde weniger Druckfläche.

Die Schaufel A B kehrt augenblicklich in ihre frühere Lage wieder zurück, wenn die betreffende Windverstärkung nur eine vorübergehende ist. Sie weicht indessen aus ihrer Ruhelage immer mehr ab, wenn die Windverstärkung eine andauernd zunehmende ist. Bei starkem Sturm kann der Motor sogar die durch Punktirung angedeutete Position einnehmen. In dieser Stellung arbeitet der Motor ebenfalls noch. Er bietet indessen dem Winde dann nur etwa den dritten Theil seiner normalen Druckfläche als wirksame Druckfläche dar.

Es wird also mit Hülfe dieser Leitschaufeln, welche zum Betrieb des Motors nicht unbedingt nöthig sind, einerseits die Regulirung des Ganges bei starkem Winde, andererseits eine Schonung des Gestelles während der Dauer der Stürme erreicht.

Paten t-Ans ρ rüche:

Bei einem Windmotor:

i. Ein Windrad mit Flügeln von der mit Bezug auf Fig. ι bis 7 näher beschriebenen Einrichtung, deren wesentliches Merkmal ist, dafs ihr von der Drehachse aus spiralartig abgekrümmter vorderer Rand OHFDBA

Z 3

zum hinteren Rand OGECA derart gelegen ist, dafs zwischen diesen Rändern Flächen gebildet werden, von welchen die am meisten nach der Radperipherie gelegenen den Wind entsprechend stumpfer aufslofsen lassen, als die nahe an der Drehachse belegenen Flächen, die der Richtung der Achse sich immer mehr anpassen, je näher sie an letzterer liegen.

2, Das mit Bezug auf Fig. 8 bis io beschriebene Gestell des Motors mit den Ständern F F, Lagern E F und der Spurplatte G zur Abstützung der Drehachse Z, sowie mit dem Gewichtskasten A und den Laufrollen B B, welches Gestell an der Hohlsäule M mittelst Rollen C C und des hohlen Spurzapfens /7 behufs automatischer Kin· stellung nach der Windrichtung derart drehbar gelagert ist, dafs die Kraftübertragung auf die Achse K keine Unterbrechung erfahrt.

Die Anbringung der Leitschaufeln // B und A C am hinteren Theil des Motorgestelles, von welchen erstere um mit Schraubengängen versehene Zapfen drehbar ist, so dafs - sie bei einer Ablenkung selbsttätig in ihre Normallage zurückkehrt, während letztere am Gestell festsitzt.

11 ior/.u t·, Blatt Zeichnungen.