DE2758447A1

DE2758447A1 - Windturbine

Info

Publication number: DE2758447A1
Application number: DE19772758447
Authority: DE
Inventors: Erich Herter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-28
Filing date: 1977-12-28
Publication date: 1979-07-05

Description

Windturbine
Die Erfindung betrifft eine Windturbine zum Antrieb von Maschinen, wie elektrische Generatoren, Pumpen od. dgl., bestehend aus vertikal drehbar anoeordneten Windfangschalen.
Windturbinen der genannten Art sind neben Propellerturbinen alinemein bekannt. Unter vertikal drehbar angeordneten Windfangachalen ist dabei zu verstehen, daS es sich um mehr oder weniger langgestreckte schaufelartige Schalen handelt, die vertikal stehen und sich um eine vertikale Achse unter der Wirkung anströmenden Windes drehen.
In der Regel drehen sich dabei zwei oder mehr in starrer oder einstellbarer Zuordnung zu einer gemeinsamen Achse angeordnete Schalen mit einer gemeinsamen Welle, von der aus die umgesetzte Strömungsenergie des Windes auf eine anzutreibende Maschine Übertragen wird. sowohl Wirkungsgrad als auch die erforderlichen Anlaufbedingungen in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit lassen dabei zu wünschen übrig, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Windturbine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine solche Windturbine schon bei relativ geringen Windgeschwindigkeiten (bei ca. 2 m/sec.) anzulaufen vermag, ein relativ großes Drehmoment liefert und einen guten Wirkungsgrad (mindestens 30%)1iefert.
Diese Aufgabe ist mit einer Windturbine der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Windfangschalen paarweise jeweils einer mit einem Übertragungsgetriebe in Verbindung stehenden Welle zugeordnet sind und die Windfangschalen eines Paares mit ihren inneren Auslauffahnen parallel unter Abdeckung der Welle zueinander verlaufend angeordnet sind und der Abstand der beiden Wellen kleiner gehalten ist als der Abstand der äußeren Enden der Schalen eines Schalenpaares, wobei die beiden Schalenpaare durch ihre Wellen und das Übertragungagetriebe derart miteinander zwangsgekoppelt sind, daß sich die Schalen beider Schalenpaare zueinander berührungsfrei abwälzen.
Bei dieser Ldsung drehen sich also die Windfangachalenpaare nicht um eine gemeinsame Welle, sondern um zwei und zwar bei zwangsgeführter Gegenläufigkeit unter Abwälzung zueinander, wobei der Abtrieb von beiden Wellen gemeinsam auf die anzutreibende Maschine wirkt.
Es hat sich bei Windkanalversuchen gezeigt, daß offenbar durch die gewissermaßen als Ineinanderschachtelung der Windfangachalenpuare zu bezeichnende Anordnung ein uber 30% liegender Wirkungsgrad zu erreichen ist, bei relativ gering erforderlichen Windgeschwindigkeit insbesondere für den Anlauf und relativ großem Drehmoment.
Die erfinrlunqsgemflße Windturbine und vorteilhafte Weiterbildungsformen, wie sie sich nach den Unteransprüchen ergeben, werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen schematisch Fig. 1 die Gesamtanordnung der Windturbine auf einem Mast und Fig. 2.eine Draufsicht auf die Windturbine.
GemäB Fig. 2 besteht jedes Windfangschalenpaar lo aus zwei Windfangschalen 1,1' bzw. 2,2', die jeweils zwischen horizontalen Abschlußdeckeln 16 angeordnet sind, deren Randkonturen 17 im Sinne von Abwalzkurven etwa einer in der Taille verdickten Acht ausgebildet sind. Diese Form ist jedoch nur dann zwingend, wenn die Abschlußdeckel 16 oben und unten in der gleichen Ebene verlaufen.
Die Windfanqschalen 1,1' bzw. 2,2' enden in hier sogenannten Auslauffahnen 5, die innerhalb eines Paares lo unter Abdeckung der Welle 4, wie aus Fig. 2 ersichtlich, parellel zueinander verlaufen.
Die Sälzkreise 8 der nuBeren Windfangschaienenden fi eines jeden Paares lo überschneiden sich, d.h., der Abstand der beiden Wellen 4 ist geringer als ein Wnlzkreisdurchmesser, und die beiden Schalenpaare lo können sich im Sinne der Fiq. 2 zueinander drehen, wobei die von einem Paar abströmende Luft bis zu einem qewissen Grade noch am anderen Paar wirksam werden kann und umgekehrt.
Die ganze Anordnung sitzt an oberen und unteren Wellenhalterunpen 12,13, die miteinander durch einen als Windleitprofil 11 ausgebildeten Träger verbunden sind, wobei das Ganze um einen Drehpunkt 14 schwenkbar gelagert ist, der mittig aber vor der Verbindungsgeraden 15 der beiden Wellen 4 liegt, so daß sich eine automatische Einstellung auf die Windrichtung WR erqibt. Das Windleitprofil 11 darf natürlich nur im anströmseitigen Zwickel 7 zwischen den beiden Walzkreisen 8 bzw. Wälzzylindern sitzen, da sonst die Windfangschalen an ihnen anschlagen würden.
Das Übertragungs- und Zwangsführungsgetriebe 3 ist vorteilhaft in einem Gehäuse 20 untergebracht, in dem ggf. auch die anzutreibende Maschine 18 angeordnet ist.
Bei zu starker Windbelastung können ggf. die Windfangschalenpaare arretiert werden, wenn sie ihre Parallelstellung erreicht haben und/oder ferner ist es möglich, an den Auslauffahnen 5 fahnenartige Schieber 14' anzuordnen, mit denen durch Anschub der Schieber 14 bis gegen die jeweils andere Windfangschale (gestrichelte Stellung) deren Wirksamkeit wesentlich reduziert werden kann. Die Verschiebun dieser Schieber 14' ließe sich ohne weiteres durch eine Verstellmechanik von der jeweiligen Welle 4 her bewerkstelligen.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: 1. Windturbine zum Antrieh von Maschinen, wie elektrische Generatoren, Pumnen od. dol., bestehend aus vertikal drehbar angeordneten uiindfanqschalen, d a d u r c h q e k e n n z e i c h n e t, daß die Windfangschalen (1,1',2,2') paarweise jeweils einer mit einem Übertragungsgetriebe (3) in Verbindung stehenden Welle (4) zugeordnet sind und die Windfangschalen (1,1',2,2') eines Paares mit ihren inneren Auslauffahnen (5) parallel unter Abdeckung der Welle zueinander verlaufend anbeordnet sind und der Abstand der beiden Wellen (4) kleiner aehalten ist als der Abstand der äußeren Enden (6) der Schalen eines Schalenpaares, wobei die beiden Schalenpaare durch ihre Wellen (4) und das Übertragungsgetriebe (3) derart miteinander zwangsgekoppelt sind, daß sich die Schalen beider Schalenpaare zueinander berührungsfrei abwälzen.
2. Windturbine nach Anspruch 1, d a d u r c h 9 e k e n n -z e i c h n e t, daß im anströmseitigen Zwickel (7) der sich überschneidenden Wälzkreise (8) bzw. Wälzzylinder beider Windfanoschalenpaare (lo) ein Windleitprofil (11) angeordnet ist.
3. Windturbine nach Anspruch 2, d a d u r c h 9 e k e n n -z e i c h n e t, daß das Windleitprofil (11) als vertikaler Trager für die obere Wellenhalterung (12) ausgebildet ist.
4. Windturbine nach jedem der Ansprüche 1 - 3, d a d u r c h o e k e n n z e i c h n e t, daß dem oberen Wellenhalter (12) ein unterer Wellenhalter (13) zugeordnet ist, die qemeinsam und starr zueinander um einen Drehpunkt (14) in Anstromrichtunn schwenkbar angeordnet sind, wobei der Drehpunkt mittio aber vor der Verbindungsqeraden (15) der beiden Wellen (4) angeordnet ist.
5. Windturbine nach iedem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h n e k e n n z e i c h n e t, daß die Auslauffahnen (5) der Windfanoschalen (1,1',2,2') mit verstellbaren, fahnenartigen Schiebern (14') verlrinoerbar ausqebildet sind.
6. Windturbine nach jedem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h n e k e n n z e i c h n e t, daß die Windfanoschalen eines Paares zwischen horizontalen Abschlußdeckeln (16) angeordnet sind, deren Randkonturen (17) im Sinne von Abwälzkurven etwa in Form einer in der Taille verdickten Acht ausgebildet sind.