DE2741893C3 - Vorrichtung zur Übertragung von Windkraft - Google Patents

Vorrichtung zur Übertragung von Windkraft

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DE2741893C3 DE2741893A DE2741893A DE2741893C3 DE 2741893 C3 DE2741893 C3 DE 2741893C3 DE 2741893 A DE2741893 A DE 2741893A DE 2741893 A DE2741893 A DE 2741893A DE 2741893 C3 DE2741893 C3 DE 2741893C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von Windkraft, insbesondere für Windturbinen, Windmühlen, Schiffe u. dgl.
Es is: bekannt, zur Nutzung der Windenergie Windturbinen oder Windmühlen zu verwenden. Hierbei wird durch die Windanströmung ein Windflugel in Rotation versetzt, dessen Rotationsenergie zum Antrieb mechanischer Einrichtungen, Generatoren cd. dgl. verwendet wird. Die Windflügel sind als Rotoren mit zwei oder mehr Blättern ausgebildet, die durch geeignete Bauart — z. B. verleimtes, hochwertiges Leichtholz, das mit einem Glasfaserlaminat bezogen ist — auch bei großen Windgeschwindigkeiten einen schwingungsfreien Lauf gewährleistet. Eine andere bekannte Windturbine hat eine vertikale Achse und gekrümmte Blätter, wodurch die Unabhängigkeit des Antriebs von der Windrichtung gewährleistet ist, so daß eine fm das Ausrichten des Windflügels gegen den Wind dienende Windfahne nicht erforderlich ist.
Der Nachteil dieser bekannten Windflugel besteht darin, daß sie aerodynamisch nur für eine bestimmte Anströmgeschwindigkeit optimiert werden können und außerhalb dieser nur mit verhältnismäßig schlechten Wirkungsgraden arbeiten. Darüber hinaus ist regelmäßig eine relativ hohe Mindestgeschwindigkeit des Windes erforderlich, damit eine Rotation des Windflügels bewirkt wird.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist nach der DE-PS 8 73 980 ein verstellbarer Flügel für eine Windturbine mit einer durch den Winddruck beaufschlagten beweglichen Steuerfläche bekannt geworden, bei der jeder Finge! Mi einem festen Mittelteil besteht, an dem eine Leitfläche und/oder eine Abströmfläche angelenkt ist, deren bzw. dessen Einstellung durch die Dcwegliche Steuerfläche erfolgt. Ein ähnlicher verstellbarer Flügel ist in der US-PS IS 53 444 beschrieben. Diese bekannten verstellbaren Flügel für Windturbinen ermöglichen jedoch lediglich eine Anpassung der Auftriebsbeiwerte an die jeweils vorhandenen Windgeschwindigkeiten, haben aber weiterhin den Nachteil, daß durch Strömungsverwirbelungen Energieverluste entstehen, die den Wirkungsgrad herabsetzen.
Bei Segelschiffen üblicherweise verwendete Segel haben ferner den Nachteil, daß sie nur für bestimmte, vorgegebene Anströmverhällnisse aerodynamisch optimal geschnitten werden können. Bei abweichenden
Windverhältnissen und leicht möglicher fehlerhafter Bedienung, ist infolge Wirbelverlusten eine volle Ausnutzung der Windkraft nicht möglich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Übertragung von Windkraft zu schaffen, bei der durch eine besondere Ausbildung des vom Wind zu umströmenden einstellbaren Profils Wirbelverluste vermindert werden und dadurch ein höherer aerodynamischer Wirkungsgrad erzielt wird.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe m, durch einen Profilkörper mit spitzer Nase und spitzer Hinterkante und einer großen Dickenrücklage, bei dem an dem Profilanstromabschnitt ein düsenartiger Spalt mit einer vor der Dickenrücklage befindlichen Austritlsöffnung ausgebildet ist.
Weitere Merkmale der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben und nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten AusführungsforfMcr'i ucS r i'Of iiKOrpci'S i'ldi'icT cMcUitC-Π. i-S ZCrgi
Fig. I eine Windturbine mit einem Windflügcl in der Seitenansicht.
F" i g. 2 eine als Flügelblatt ausgebildete erfindiingsgemäße Vorrichtung in der Seitenansicht im Schnitt.
Fig. 3 das Strömungsbild an dem Flügelblatt nach F i g. 2 in einer Seitenansicht im Schnitt.
F" i g. 4 das Flügelblatt nach F i g. 2 mit einer Vorrichtung zur Verstellung der Nasenklappe in einer Seitenansicht im Schnitt.
Fig. 5 eine Einzelheit der Vorrichtung zur Verstellung der Nasenklappe nach F i g. 4 in einer Seitenansicht ' im Schnitt.
F i g. 6a und 6b ein Flügelblatt des Windflügels gemäü der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Vorrichtung zur Verstellung der Nasenklappe in einer Draufsicht im Schnitt.
F i g. 7 einen Windflügel mit drei Flügelblättern in der Vorderansicht im teilweisen Schnitt,
F i g. 8 die Nabe des Windflügels nach F i g. 7 in der Draufsicht im Schnitt.
Fig. 9 eine Steuerschiene für eine Schiebestange in >< der Vorderansicht im Schnitt.
Fig. IO die Steuerschiene für eine Schiebestange nach F i g. 9 in der Seitenansicht im Schnitt.
Fig. Il eine Windturbine mit zwei Windflügeln in Tandemanordnung in einer Seitenansicht.
Fig. 12 ein Flügelblatt nach Fig. 2 mit einer an der Flügelblatthinterkante angeordneten Spaltklappe.
Fig. 13a ein Schiff mit einem an einem Mast angeordneten Profilkörpergitter in einer Seitenansicht.
Fig. 13b und 13c das Schiff nach Fig. 13a in einer < Draufsicht.
Fig. 14 ein Profilkörpergitter in der Draufsicht.
Fig. 15a und 15b einen Profilkörper des Profilkörpergitters nach Fig. 14 in einer schematischen Draufsicht und Seitenansicht im Schnitt. ^
Fig. 16 an einem Flettner-Rotor angeordnete Profilkörpergitter in der Draufsicht.
Fig. 17a einen Windgitterrotor, bestehend aus mittels eines Planetengetriebes verbundenen Profilkörpergittern in der Draufsicht. «·
Fig. 17b einen Windgitterrotor wie in Fig. 17a. jedoch mit einem mit Zwischenrädern versehenen Planetengetriebe in der Draufsicht.
Fig. 18a und 18b eine weitere Ausbildung eines Profilkörpers in Windanströmstellung in der Draufsicht, η
Fig. 18c das Kcmp'ofi! des Profi'körpers nach F i g. 18a und 18b in der Draufsicht.
Fig. 19a und 19b die vertikale, horizontale und zur Horizontalen geneigte Anordnung von Windgitterrotoren in der Seitenansicht.
In Fig. I ist eine Windturbine 1 dargestellt, die aus einem in einem Fundament 7 verankerten Mast 2 besteht, der seitlich durch Ankerseile 3 abgespannt ist. An dem dem Fundament 7 abgewandten Endabschnitt des Mastes 2 ist ein Lagerkopf angeordnet, an dem ein Windflügel 9 mit einer Windfahne 4 drehbar gelagert ist. Der Windflügel 9 steht mit einem Generator 6 in Wirkverbindung und besteht aus Flügelblättern 10.
Jedes Flügelblatt 10 besteht aus einem Profilkörper II. an dessen Anströmabschnitt I2;i eine Nascnklappe 13 angeordnet ist (Fig. 2). Der Profilkörper 11 weist eine spitze Nase 12 und eine spitze Hinterkante 14 auf. Im Bereich des Tragholms 16 ist eine große Dickcnrücklage 15 angeordnet. Vordem Profilanstromabschnitt 17 befindet sich zwischen der Nase 12 und der Dickenrück lage 15 die Nascnklappe 13. Zwischen dieser Nasenklap-
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diffusorartiger Spalt 18 mit einer vor der Dickenrücklage 15 befindlichen spaltartigen Aiistriltsöffnnng 19 ausgebildet. An der Dickenrücklagc 15 befindet sich im Bereich der größten Profildicke des Profilkörpers 11 eine der Windanströmrichtung .V nbgcwmidtc spit/c Kante 5;i. die der Austrittsöffnung 19 zugeordnet ist. Die Austriltsöffnung 19 ist in einem spitzen Winkel zur Windanströmrichtung .V angeordnet. Vor der Hinterkante K st auf dem Profilkörper 11 der Windanströmrichtung Λ zugewandt eine Vcrdiekung 20 ausgebildet. Zwischen der balligen Verdickung 21 des Profilkörpers Il im Bereich des Traghoms 16 und der Verdickung 20 ist der Profilkörper 11 im Querschnitt verjüngt.
Bei Windanströmung des Flügelblattcs 10 strömt ein Teil der Luft durch den Spalt 18 und wird beim Austritt aus der Austrittsöffnung 19 beschleunigt, wobei sich in dem Bereich hinter der Kante Ι5;ί durch Induktion ein stehender Rotor 27 ausbildet (Fig. 3). Auf der Flügelblatlvorderseite Ma wird die Luft an der balligen Verdickung 21 und der Verdickung 20 beschleunigt und an der etwas abgewinkelten Hinterkante 14 abgelenkt. Durch das Zusammenwirken von Nascnklappe 13. Dickenrücklage 15. balliger Verdickung 21 und der Verdickung 20 wird ein grölitmöglicher Vortnebsimpuls des Windflügels 10 bei einer Windanströmung erzielt.
Zur Anpassung an verschiedene Windgeschwindigkeiten kann der Abstand der Nasenklappe 13 von dem Profilanstromabschnitt 17 mittels einer Vorrichtung 22 verstellt werden. Diese Vorrichtung 22 ist in dem Tragholm 16 angeordnet und besteht aus einer mittels einer nicht näher dargestellten Steuereinrichtung drehbaren Exzenterwelle 23. an deren Exzenter 23;ί Lagerstücke 24 mit Abstandshaltern 25, 25.? angeordnet sind, an deren freien Endpbschnitten 26, 26a die Nasenklappe 13 befestigt ist (Fi g. 4.5.6a und 6b). Durch Verdrehung der Exzenterwelle 23 kann somit die Nasenklappe 13 verschoben und hierdurch die Dicke des Spaltes 18 verändert werden.
Besonders vorteilhaft ist es. die Stellung der Nasenklappe 13 zu dem Profilanstromabschnitt 17 mittels einer Schiebesiange 236 zu steuern, die axial verschieblich in dem Tragholm 16 angeordnet ist. Hierbei befinden sich die Lagerstücke 24 mit Abstandshaltern 25, 25a ebenfalls in dem Tragholm 16 und können durch axiale Verschiebung der Schiebestange 236 mittels der an dieser ausgebildeten Kröpfungen 23r radial zur Schiebestange 236 verschoben werden. Die Fixierung der Schiebestange 236 in dem Tragholm 16 erfolgt vorzugsweise mittels in dem Tragholm 16
angeordneten Führungsbolzen 23c/.
In F i g. 7 ist ein Windfliigel 30 dargestellt, der aus drei Flügelblättern 10 besteht, die sternförmig an der drehbaren Nabt 31 angeordnet sind. Die Schiebestangen 236 der Flügelblätter 10 sind mittels einer -, Verstelleinrichtung 50 betätigbar. Diese weist ein im Querschnitt sternförmiges Führungsstück 32 auf, das mit der ^btriebswelle 42 verbunden ist. An dem Führungsstück 32 sind drei radial zur Rotorachse 30c angeordnete Stege 32a ausgebildet, deren Endabschnitte in Gleitstücken 41 axial verschieblich sind, die an der Innenfläche der Nabe 31 ausgebildet sind. Die Übertragung der bei Windanströmung erzeugten Drehmomente von der Nabe 31 auf die Abtriebswelle 42 erfolgt über die Gleitstücke 41 und die Stege 32a des η Führungsstücks 32. Im Kernbereich 326 des Führungsstücks 32 sind Gleitschienen 34 angeordnet, in denen Führungsstücke 36 befindlich sind, die an den freien Endabschnitten d?r Schicb?*i?nffpn 2.1/5 anscrphildet sind. Die Führungsstücke 36 gleiten bei einer axialen Verschiebung der Nabe 31 durch Staudruck in den Gleitschienen 34. Da diese an einem Endabschnitt winklig zur Rotorachse 30c ausgebildet sind, werden die Schiebestangen 236 radial zur Rotorachse 30c verschoben, wodurch die an jedem Flügelblatt 10 befindliche Nasenklappe 13 verstellt wird (F i g. 9 und 10).
Gleichzeitig erfolgt bei der axialen Verschiebung der Nabe 31 eine Verstellung des Anstellwinkels der Flügelblätter 10. Hierzu ist jedem Flügelblatt 10 eine Stelleinrichtung 60 zugeordnet. Jede Stelleinrichtung 60 «1 be; ;eht aus einem Hebel 62, der an einem Anschlag 61 an einem der Stege 32a drehbar gelagert ist. Der dem Anschlag 61 abgewandte Endabschnitt des Hebels 62 ist mit einem an einem Flügelblatt 10 befindlichen Stellhebel 64 gelenkig verbunden. Bei einer axialen Verschiebung der Nabe 31 wird somit jedes Flügelblatt 10 um seine Längsachse gedreht, wodurch der Anstellwinkel verändert wird.
Es ist auch möglich, zwei Windflügel 30, 30a in Tandemanordnung auf eine gemeinsame Abtriebswelle 4n 42 wirken zu lassen (Fig. 11). Um bei nachlassender Windanströmung eine Rückstellung der Windflügel 30, 30a zu erzielen, ist die Windtanne 40 an einem starren Hebel 38 um eine Drehachse 39 durch Verschiebung der Nabe 31 schwenkbar gelagert. Die Drehachse 39 befindet sich oberhalb der Rotorachse 30c, so daß die Windfahne Ab bei nachlassendem Staudruck aufgrund ihres Eigengewichtes aus der ausgeschwenkten Lage in die Ursprungslage zuriickzuschwenken trachtet und hierbei durch Verschiebung der Nabe 31 eine Rückstellung der Windflügel 30,30a bewirkt.
In Fi g. 12 ist ein weiteres Flügelblatt 10a dargestellt. An der spitzen Hinterkante 14 des Profilkörpers 11 ist eine Spaltklappe 65 angeordnet Die Spaltklappe 65 ist konvex gekrümmt und weist eine spitze Hinterkante 68 und eine Dickenrücklage 67 auf. Durch die Ausbildung der Dickenrücklage 67 wird zwischen der spitzen Hinterkante 14 und der Spaltklappe 65 ein düsenartiger Spalt 66 ausgebildet Die Austrittsöffnung 66a des Spaltes 66 ist hierbei in einem spitzen Winkel zur eo Windanströmrichtung X angeordnet Im Bereich der größten Profildicke der Spaltklappe 65 ist an der Dickenrücklage 67 eine der Windanströmrichtung X abgewandte spitze Kante 67a ausgebildet Es ist möglich, die Spaltklappe 65 mittels einer Stelleinrichiung zu dem Profi'körper 11 verstellbar auszubilden.
In Fig. 13a ist ein Boot 71 dargestellt auf dessen Rumpf 71a ein Mast 72 angeordnet ist an dem ein Profilkörpergitter 70 befestigt ist. Das Profilkörpergitter 70 kann um den Mast 72 verstellt werden. Es besteht aus einer oberen Traverse 72 und einer unteren Traverse 74, zwischen denen vertikal im Abstand voneinander Profilkörper 75, 756 angeordnet sind. Zwischen den Profilkörpern 75, 756 befinden sich mit den Profilkörpern 75,75/) verbundene Segeltuchbahnen 77. Eine an der unteren Traverse 74 angeordnete Stelleinrichtung 76 dient zur synchronen Verdrehung der Profilkörper 75, 756 um ein vorgegebenes Winkelmaß. Hierdurch ist eine Anpassung des Profilkörpergitters 70 an verschiedene Anströmrichtungen des Windes möglich (Fig. 13b und 13c).
Die Profilkörper 75 bestehen aus einem sich über deren Länge erstreckendes Kernprofil 80 mit gegenüberliegenden Anschlagstücken 80a. 806(Fi g. 15a, 15b). An den Anschlagstücken 80a, 806 sind jeweils zwei konvex zum Kernprofil 80 vorgekrümmte, plattenförmig ge Zuschnitte 81, 81c, 81a. 816 stumpfwinklig unter Ausbildung einer Nut 85 befestigt. Die Zuschnitte 81, 81c, 81a, 816 können aus Holz, Metall, Kunststoff. Tuch od. dgl. bestehen. Die dem Kernprofil 80 abgewandten Endabschnitte der plattenförmigen Zuschnitte 81, 81a; 816,81 c bilden einen spitzen Winkel und sind zu spitzen Nasen 82a ausgebildet.
Die an den seitlichen Randabschnitten des Profilkörpergitters 70 angeordneten Profilkörper 756 sind im Querschnitt dreieckförraig. Sie weisen ein Kernprofil 88 auf, auf dem ein konvex gekrümmter, plattenförmiger Zuschnitt 81c/angeordnet ist. An dessen Endabschnitten sind plattenförmige Zuschnitte 81a, 816 spitzwinklig unter Ausbildung einer Nut 85 an dem dem Zuschnitt 81c/abgewandten Bereich des Kernprofils 88 angeordnet. Durch die Verbindungen der Endabschnitte des Zuschnittes 81c/ mit den Zuschnitten 81a. 816 werden spitze Nasen 82a ausgebildet.
An den seitlichen Endabschnitten 77a der Segeltuchbahnen 77, die den Profilkörpern 75, 756 zugewandt sind, sind Verstellungstaue 89 angeordnet, die mit den Segeltuchbahnen 77 verbunden sind. An den freien Endabschnitten der Versteifungstaue 89 befinden sieb Verdickungen 90, die in die Nuten 85 einschiebbar sind. Somit ist eine Verbindung uci Scgciiuv-iiualincn 77 mti den Profilkörpern 75, 756 durch einfaches Einschieben der Verdickungen 90 in die Nuten 85 möglich. An den den Profilkörpern 75, 756 zugeordneten Seitenkanten der Segeltuchbahnen 77 sind lappenförmige Bahnabschnitte 86 ausgebildet. Der jeweils der Windanströmrichtung X abgewandte lappenförmige Bahnabschnitt 86 wird durch den Wind von dem betreffenden Zuschnitt 81, 816 abgedrängt und bildet einen iüsenartigen Spalt 87. Der jeweils andere Bahnabschnitt 86 befindet sich auf der Unterdruckseite des Profilkörpers 75 und liegt an dem Zuschnitt 81 bzw. 816 an.
Eine weitere vorteilhafte Anwendung der Profilkörpergitter 70 ist die zum Antrieb von Flettner-Rotoren 91 (F i g. 16). Flettner-Rotoren sind Vortriebseinrichtungen für Schiffe in Form hoher, rotierender Zylinder, bei denen der Magnus-Effekt ausgenutzt wird Oberhalb des Flettner-Rotors 91 sind konzentrisch zu dessen Mittelachse 92 auf einer diese umgebenden Kreisebenen 93 in gleichem Abstand voneinander Profilkörpergitter 70 angeordnet und mittels nicht näher dargestellter Verbindungsmittel 94 mit dem Flettner-Rotor 91 verbunden. Sofern bei dieser Anordnung die Windanströmung seitlich zum Schiffsrumpf erfolgt werden die Rotoren durch die auf die Profilkörpergitter 70
übertragenen Windkräfle in Rotation versetzt und bewirken einen Vortrieb des Schiffes 71 b.
Durch die Einstellbarkeit der Anstellwinkel der Profilkörper 75, 756 ist eine weitgehende Anpassung der Profilkörpergitter 70 an vorhandene Windverhältnisse möglich. Durch die über die Breite des Profilkörpergitters 70 angeordneten, aus den lappenförmigen Bahnabsihnitten 86 gebildeten düsenartigen Spalten 87 wird verhindert, daß auf der Leeseite des Profilgitterrahmens 70 durch Strömungsabriß bewirkte Verwirbelungen einen erhöhten Widerstand hervorrufen. Es ist auch möglich, die Segeltuchbahnen 77 mittels einer geeigneten Vorrichtung vertikal abschnittsweise zu treffen, so daß für die meisten vorkommenden Windverhältnisse eine Anpassung des Profilkörpergiiters 70 möglich ist.
In den Fig. 17a, 17b ist ein Windgitterrotor 120 dargestellt. Konzentrisch zu einer Abtriebswelle 100 od. dg! sind mit Hit-ser verbunden Arhs/anfen 102 angeordnet, auf denen jeweils ein Platentenrad 103 drehbar angeordnet ist. Diese Planetenräder 103 stehen mit einem koaxial zur Abtriebswelle 100 angeordneten festehenden Mittelrad 104 in Wirkverbindung. Die Planetenräder 103 und das feststehende Mittelrad 104 können als Reibrad oder als Zahnrad ausgebildet sein. Jedes Platentenrad 103 ist mit einem Profilkörpergitter 70 verbunden. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Plantenrädern 103 und dem feststehenden Mittelrad 104 beträgt 1:2, so daß bei einem Umlauf eines Planetenrades 103 das zugehörige Profilkörpergitter 70 jeweils eine Drehung um 180° erfahren hat. Bei großdimensionierten Windgitterrotoren 120 ist es möglich, zwischen den Planetenrädern 103 und dem feststehenden Mittelrad 104 Zwischenräder 105, 106 vorzusehen, durch die eine Wirkverbindung zwischen dem feststehenden Mittelrad 104 und den Planetenrädern 103 erzielt wird. Besonders vorteilhaft ist es, das feststehende Mittelrad 104 drehbar auszubilden. Bei einer Verdrehung des Mittelrades 104 werden auch die Planetenräder 103 verdreht, so daß eine einfache Drehrichtungsumkehr des Windgitterrotors 120 erzielt werden kann. Ferner ist es möglich, durch gezielte Verdrehung des Mittelrades 104 die Hrotilkorpergitter 70 in einem optimalen Winkel zur Umlaufbahn der Planetenräder 103 anzuordnen.
Die den Planetenrädern 103 abgewandten Endabschnitte 107 der Drehachsen 108 der Profilkörpergitter 70 sind in einem Flansch 109 und die Planetenräder 103 in einem Flansch UO drehbar gelagert. Die Mittelachse 104a des festen Mittelrades 104 ist mit dem Flansch 109 fest verbunden. Wie in Fig. 19a dargestellt, kann der Flansch 110 des Windgitterrotors 120 auf einer Stütze 112 drehbar gelagert sein. Diese senkrechte Anordnung eines Windgitterrotors 120 ist vorteilhaft an Bergwänden, Gebäuden sowie bei der Ausbildung von aus mehreren Windgitterrotoren 120 bestehenden Windin gitlerrotorfeldern. Die Lagerung des Flansches 110 in der Stütze 112 kann als Tellerlagerung ausgebildet sein. Um den Windgitterrotor 120 an die unterschiedlichsten Geländeformen anpassen zu können, besteht die Möglichkeit, die Flansche 109,110 auf Lagerböcken 112,
η 113 drehbar zu lagern (Fig. 19b, 19c). Durch entsprechende Ausbildung der Lagerböcke 112, 113 kann der Windgitterrotor 120 sowohl schräg gestellt werden, um beispielsweise zyklonartig geführte Windströmungen an Berghängen und Bergspalten u. del. ausnutzen zu
2n können, und darüber hinaus auch waagerecht angeordnet werden, wie z. B. auf Gebäudedächern, Deichen u.dgl.
In den Fig. 18a und 18b ist ein Profilkörper 75c dargestellt, bei dem der Mast 72a als Trägerrohr 115
2s, ausgebildet ist, das in einer Trägerrohrhülle 116 befindlich ist, an der einander gegenüberliegend zwei Halteprofile 117, 118 mit Nuten 85a ausgebildet sind, in die die Verdickungen 90 der Verstärkungstaue 89 einschiebbar sind. An den Hohlprofilen 117, 118 sind
jo plattenförmige Zuschnitte 119a, 1196, 119c, 119</aus Holz, Metall, Kunststoff, Tuch od. dgl. zueinander stumpfwinklig derart angeordnet, daß die der Trägerrohrhülle 119a, 1196, 119c, 119c/ einen spitzen Winkel bilden. Je nach Anstellung des Profilkörpers 75c zur Windanströmrichtung wird einer der lappenförmigen Bahnabschnitte 86 von dem Profilkörper 75c unter Ausbildung eines Spaltes ausgelenkt, während der andere lappenförmige Bahnabschnitt 86 an den Profilkörper 75c angepreßt wird, so daß nur einseitig zum Profilkörper 75c ein Unterdruck erzeugt wird. Durch Verdrehung des Profilkörpers 75c ist es möglich, den im Abstand zum Profilkörper 75c befindlichen iappetiiürmigen Bahnabsuhniu Ö6 durch Staudruck an den Profilkörper 75c zur Anlage zu bringen, während der andere lappenförmige Bahnabschnitt 86 nunmehr auslenkt.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims (36)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Übertragung von Windkraft, insbesondere für Windturbinen, Windmühlen, Schiffe u,dgl, gekennzeichnet durch einen > Profilkörper (11, 75, 756; mit spitzer Nase (12, 82a; und spitzer Hinterkante (14, 826; und einer großen Dickenrücklage (15, 95) bei dem an dem Profilanströmabschnitt (17) ein düsenartiger Spalt (18, 87) mit einer vor der Dickenrücklage (15, 95) befindli- ι ο chen Austrittsöffnung (19,87aJ ausgebildet ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der im Bereich des Traghclms (16) des Profilkörpers (11) befindlichen Dickenrücklage (15) im Abschnitt der größten Profildicke des π Profilkörpers (11) eine der Windanströmrichtung (X) abgewandte spitze Kante (15a; und der düsenartige Spalt (18) durch eine vor dem Profilanströmabschnitt (17) mittels einer zwischen Nase (12) und Dickenriicklage (15) angeordneten Nasenklappe 2» (13) ausgebildet ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Austrittsöffnung (19) in einem spitzen Winkel zur Windanströmrichtung (X) angeordnet ist. >■>
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Hinterkante (14) auf dem Profilkörper (11) der Windanströmrichtung (X) zugewandt eine Verdickung (20) ausgebildet ist
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch in gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Profilkörpers (11) wiiidanströmseitig zwischen der balligen Verdickung (21) im Bereich dt· - Tragholms (16) und der Verdickung(20) verjüngt ist.
6. Vorrichtung nach Arisprui ~. 1 bis 5, dadurch ü gekennzeichnet daß in dem Tragholm (16) eine Vorrichtung (22) zur Verstellung der Nasenklappe (13) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß in dem Tragholm (16) eine mittels einer Steuereinrichtung drehbare Exzenterwelle (23) gelagert ist, an deren Exzentern (23a; Lagerstützen (24) mit Abstandshaltern (25, 25a; angeordnet sind, an deren freien Endabschnitten (26,26a;die Nasenklappe (13) befestigt ist. Ii
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tragholm (16) eine mittels einer Steuereinrichtung verschiebliche Schiebestange (236; gelagert ist, die Kröpfungen (23c; aufweist, mittels derer bei axialer Verschiebung der Schiebe- v> stange (236; Lagerstücke (24) radial zur Schiebestange (236; verschieblich sind, die mittels Abstandshaltern (25, 25a; mit der Nasenklappe (13) verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch ■->■> gekennzeichnet, daß an einer drehbaren Nabe (31) sternförmig Flügelblätter (10) angeordnet sind, die mittels einer vom Staudruck des anströmenden Windes beaufschlagbaren Verstelleinrichtung (50) verstellbar sind. w>
10. Vorrichtung nach Anspruch 9( dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (31) auf einem mit der Abtriebswelle (42) verbundenen, im Querschnitt sternförmigen Führungsstück (32) axial verschieblich ist, an dem jeder Schiebestange (236; eines hr> Flügelblattes(10) zugeordnet eine Steuereinrichtung (.13) ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (33) eine Gleitschiene (34) aufweist, die abschnittsweise winklig zur Rotorachse (30c?; ausgebildet und in der ein an dem freien Endabschnitt einer Schiebestange (23/^befindliches Führungsstück (36) gleitbar ist
12. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Steg (32a; des Führungsstückes (32) eine Stelleinrichtung (60) angeordnet ist, mittels der der AnstellwinkeJ des der Stelleinrichtung (60) zugeordneten Flügelblattes (10) verstellbar ist
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (60) aus einem Hebel (62) besteht, der an einem Anschlag (61) an einem Steg (32a; drehbar gelagert ist und mit einem an dem Flügelblatt (10) befindlichen Stellhebel (64) gelenkig verbunden ist
14. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 13. dadurch gekennzeichnet daß die Windfahne (4b) bei axialer Verschiebung des Windflügels (30) um eine Drehachse (39) unter Ausbildung eines der axialen Verschiebung entgegengesetzt wirkenden Drehmomentes verschwenkbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß an der spitzen Hinterkante (14) des Profilkörpers (11) unter Ausbildung eines düsenartigen Spaltes (66) eine zur Windanströmrichtung (X) konvex gekrümmte Spaltklappe (65) mit einer spitzen Hinterkante (68) und einer Dickenrücklage (67) angeordnet ist
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (66a; des Spaltes (66) in einem spitzen Winkel zur Windanströmrichtung (Λ; angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß an der Dickenrücklage (67) im Bereich der größten Profildicke der Spaltklappe (65) eine der Windanströmrichtung (X) abgewandte spitze Kante(67a;ausgebildel ist
18. Vorrichtung nach Aivsprucu 1, gekennzeichnet durch ein an einem Mast (72, 72a; abstützbares Profilkörpergitter (70) das aus zwischen einer oberen Traverse (73) und einer unteren Traverse (74) im seitlichen Abstand voneinander vertikal angeordneten Profilkörpern (75,75b, 75c;besteht, die mittels Segeltuchbahnen (77) miteinander verbunden sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkörper (75, 756, 75c; an der oberen und unteren Traverse (73, 74) um die Profilkörperlängsachsen (75a; drehbar gelagert und mittels einer Stelleinrichtung (76) synchron verdrehbar sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilkörper (75) ein sich über dessen Länge erstreckendes Kernprofil (80) mit gegenüberliegenden Anschlagstücken (80a, 806; aufweist, an denen jeweils zwei konvex zum Kernprofil (80) vorgekrümmte plattenförmige Zuschnitte (81, 81c; 81a. 816; aus Holz, Metall, Kunststoff, Tuch od. dgl. stumpfwinklig unter Ausbildung einer Nut (85) derart angeordnet sind, daß die dem Kernprofil (80) abgewandten Endabschnitte der plattenförmigen Zuschnitte (81, 81a; 816. 81ς) einen spitzen Winkel bilden.
21. Vorrichtung nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die an den seitlichen Randabschnitten des Profilkörpergitters (70) angeordneten, im Querschnitt dreieckförmigen Profilkörper (756,)
ein Kernprofil (88) aufweisen, auf dem ein konvex gekrümmter, plattenförmiger Zuschnitt (8id) angeordnet ist, an dessen Endabschnitten plattenförmige Zuschnitte (81a, 81 ty spitzwinklig unter Ausbildung einer Nut (85) an dem dem Zuschnitt (Sid) abgewandten Bereich des Kernprofils (88) angeordnet sind,
22. Vorrichtung nach Anspruch 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß an den den Profilkörpern (75, 75b) zugewandten Endabschnitten (77a) der Segeltuchbahnen (77) diese überragend mit der Segeltuchbahn (77) verbundene Verstärkungstaue (89) angeordnet sind, an deren freien Endabschnitten in die Nuten (85) einschiebbare Verdickungen (90) ausgebildet sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß an den den Profilkörpern (75, 75b) zugewandten Seitenkanten der Segeltuchbahnen (77) lappenförmige Bahnabschnitte (86) ausgebildet sind.
24. Vorrichtung nach Anspruch Iß bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb eines Flettner-Rotors (91) konzentrisch zu dessen Mittelachse (92) auf einer diese umgebenden Kreisebene (93) in gleichem Abstand voneinander Profilkörpergitter (70) angeordnet und mittels Verbindungsmitteln (94) mit dem Flettner-Rotor (91) verbunden sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zu einer Abtriebswelle (100) od. dgl. mit dieser verbundene Achszapfen (102) angeordnet sind, auf denen jeweils mit einem Profilkörpergitter (70) verbundene Planetenräder (103) drehbar angeordnet sind, die mit einem koaxial zur Abtriebswelle (100) angeordneten festehenden Mittelrad (104) in Wirkverbindung stehen.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen den Planetenrädern (103) und dem feststehenden Mittelrad (104) 1 : 2 beträgt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Planetenrädern (103) und dem Mittelrad (104) Zwischenräder (105, 106) angeordnet sind.
28. Vorrichtung nach Anspruch 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die den Planetenrädern (103) abgewandten Endabschnitte (107) der Drehachsen
(108) der Profilkörpergitter (70) in einem Flansch
(109) und die Planetenräder (103) in einem Flansch
(110) drehbar gelagert sind.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Flansch (110) Stützen
(111) zur drehbaren Lagerung der Zwischenräder (105,106) angeordnet sind.
30. Vorrichtung nach Anspruch 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (104a; des feststehenden Mittelrades (104) mit dem Flansch (109) fest verbunden ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 25 b's 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (110) auf einer Stütze (112) drehbar gelagert ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (109, HO) auf Lagerböcken (112,113)drehbar gelagert sind.
33. Vorrichtung nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (72a; als Trägerrohr
(115) ausgebildet ist. der in einer Trägerrohrhülle
(116) angeordnet ist, au der einander gegenüberlie
gend zwei Hohlprofile (117, 118) mit Nuten (85a; ausgebildet sind, in die die Verdickungen (90) der Verstärkungstaue (89) einschiebbar sind.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hohlprofilen (117,118) plattenförmige Zuschnitte (119a, 119i>, 119c, 1194» aus Holz, Metall, Kunststoff, Tuch od. dgl. zueinander stumpfwinklig derart angeordnet sind, daß die der Trägerrohrhülle (116) abgewandten Endabschnitie der plattenförmigen Zuschnitte (119a, 1196, 119c, U9d)einen spitzen Winkel bilden.
35. Vorrichtung nach Anspruch 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Mittelrad (104) verdrehbar und feststellbar ist.
36. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder (103) mittels eines Riemen- oder Kettentriebes mit dem Mittelrad (104) in Wirkverbindung stehen.
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