DE2800551A1

DE2800551A1 - Wind- oder wasser-turbinen-anlage

Info

Publication number: DE2800551A1
Application number: DE19782800551
Authority: DE
Inventors: Guy Ecolasse
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-01-07
Filing date: 1978-01-07
Publication date: 1979-07-12

Description

Wind- oder Passer-Turbinen-Anlage
Die Erfindung betrifft die erstellung einer Wind- oder Wasser-Turbinenanlage in vertikaler oder horizontaler Achalage.
Eine derartige Anlage ist von praktischer Bedeutung, denn sie ermöglicht die anfallende mechanische Energie des Windes oder Wasserlaufes durch Umwandlung zu nutzen.
Derartige Anlagen sind in Form großer und kleiner Windmtililen mit gegen den Wind gestellten PlUgeln mit erforderlicher Umlenkung bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine einfache senkrecht stehende, oder waagerecht liegende, mit dem Wind oder Wasser mitlaufende Konstruktion zu erstellen, die im freien Gelände wie auch auf Dächern in verschiedenen Größen Anwendung finden kann.
Diese Mühle besteht in der Anwendung als vertikale Windmühle aus 4 wichtigen Teilen: 1.) Eine im Erdreich versetzte Plattform, unter welcher sich das Umwandlungssystem der mechanischen Energie in eine andere Energie des Transportes (hydraulisch, elektrisch oder dergleichen) untergebracht ist II.) Ein beweglicher Aufsatz oberhalb der Plattform, welcher das System unmittelbar trägt und ein Maximum an Leistung erreicht, wenn die Öffnung in die Richtung des anfallenden Windes gerichtet ist III.) Eine Schaufelturbine mit einem Rotor, der je nach Anwendung den vom Wind oder Wasser erzeugten Druck auf die Schaufeln überträgt IV.) Ein Sicherheitssystem Ein oberhalb der Turbine angesetzter Flihekraftregler erzeugt bei erhöhter Zentrifugalkraft bei Sturm durch Reibung eine Bremswirkung, die unmittelbar auf den beweglichen Aufsatz Übertragen wird, wodurch eine Zerstörung durch zu hohe Umdrehungsgeschwindigkeit vermieden wird.
Beschreibung: Zu I) Plattform - Fig. 1 (Planche 1) Die Plattform U ist in das Erdreich versetzt und besteht aus Wänden M auf welchen die ausgewogene Plattform U verlegt ist, zwischen den Wänden M kann eine Pumpe G, ein Generator oder dergleichen zur Umwandlung der mechnischen Energie in hydraulischer-, elektrischer- usw. Energie, Je nach der gewünschten Energie und nutzanwendung eingebaut werden.
Zu II) Beweglicher Aufsatz - Fig. 1 (Planche 1) Auf die Metallplattform U oder dergleichen ist das eigentliche System aufgesetzt, welches aus den folgenden zwei Teilen besteht: a) Die Leitwände PO und PA leiten den Wind in Richtung der Schaufeln P und bilden die seitliche senkrechte Begrenzung.
b) Die Steuerungsplatte Z ist durch die Platte K auf die Leitwände PO und PA festgelegt. Diese Steuerungsplatte Z gibt dem Ganzen die Möglichkeit sich zur maximalen Windrichtung zu drehen. Die Windrichtung zwingt die Steuerungsplatte Z sich parallel zur Windrichtung zu stellen.
Zu III) Schafelturbine - Fig. 2 (Planche 2) Die auf den beweglichen Aufsatz untergebrachte Turbine ist zwischen den Leitwänden PO und PA, die den Wind auf die Schaufeln P leiten, gesetzt.
Die Turbine besteht aus den nachfolgenden wichtigen Teilen: 1.) Sockel S 2.) Motor R 3.) Kern N 4.) Kreiselringe P 5.) Schaufel P 6.) Abslußkanäle D 7.) Ringkugellager O 8.) Rotor-Stabilisations-Kugellager B 9.) Mechanischer Kraftanschluß E Zu 1.) Der Sockel S nimmt insgesamt die festen und beweglichen Teile auf. Er ist auf der sich in Windrichtung stellenden beweglichen Grundplatte C des beweglichen Aufsatzes, eingesetzt -Fig. 1 (Planche 1) Zur Ableitung, der in das Innere des Rotors elngedrungenen Feuchtigkeit, sind im Sockel S Abflußkanäle D vorgesehen - Fig. 2 (Planche 2) Zu 2.) Der Rotor R ist abhängig von der Achse A, Er ist mit Ausnehmungen L ausgebildet, in welchen die Schaufeln P gleiten. Die Ausnehmungen können durch Rollen RO ergänzt werden, um das Gleiten der Schaufeln P auf und an, den Rotorwandflächen zu erleichtern.
Zu 3.) Der feststehende Kern N auf dem Sockel S ist außermittig zur Rotorachse A angeordnet, dessen obere pilzförmige Abdeckung (R) eins Führungsnute RA besitzt. Dieser Kern N erlaubt ein umlaufendes Gleiten der die Schaufeln P tragenden Kreisel F.
Zu 4.) Gleit-Kreisel P - Diese Gleitkreisel F gleiten umlaufend auf dem Kern N und werden in den Nuten RA des Kernes N und den Nuten H des Sockels 8 Aufsatzes geführt. Das Gleiten kann dadurch verbessert werden, da'Kugellager oder Gleitlager in den Nuten eingebaut werden.
Zu 5.) Schaufel P - Die Schaufel P wird mittels einer Achse Ax im Kreisel F gehalten. Diese Schaufel gleitet durch die Ausnehmungen X des Rotors und tritt Je nach dem Stand des Kernes X zur Außenseite des Rotors R im entsprechendem Verhältnis mehr oder weniger heraus. Die Schaufeln P gleiten auf Rollen oder Gleitlager, mit denen die Ausnehmungen des Rotors R ausgestattet sind. Zur Erreichung eines größeren Nutzeffektes können die Schaufeln P eine konkave oder konvexe Form erhalten.
Zu 6.) Die Abflußkanäle D leiten die zwischen den Schaufeln innerhalb des Rotors eingedrungene Feuchtigkeit ab.
Zu 7.) Kugellager B - Das Kugellager dient einer guten Führung und Halterung der Achse A auf dem Sockel S.
Zu 8.) Kugellager Y - Das Kugellager Y dient zur Stabilisierung des Rotors auf dem Sockel S.
Zu 9.) Mechanischer Kraftanschluß E - Der Kraftanschluß S kann durch ein Räderwerk mit Übersetzung oder, zur Steuerung und guten Punktion der geforderten nutzbaren Geschwindigkeit, durch einen Generator erfolgen.
Zu IV.) Sicherheits- und Regulierungssystem - Fig. 1 (Planche 1) Es besteht aus den nachfolgenden Teilen: 1. Arm BA solidarisch mit dem Rotor der Schautclturbine verbunden 2, Gleitende Bremsflügel MA auf den Armen Bk 3. Gleitweg PV - Die solidarisch zum System wirkenden beweglichen Bremsflügel MA auf die Gleitwand PV, treten in Aktion, sobald die Rotationsgeschwindigkeit durch Sturm zu groß wird.
4. Die RaRulierunR wird mittels der Bremsflügel ML durch die vermiettelnde Hebelwirkung T, abgestimmt auf einen modifizierten Druck hin, ausgelöst, womit der Leistungsumfang des Systems festgelegt wird. Dieses System regelt die Zuluftöffnung und verringert damit die wind einwirkung.
Beschreibung Auf, den Rotor R der Turbine sind Arme BA, auf welchen gleitende Bremsflügel MA angebracht sind. Diese Bremsflügel MA drücken durch die Zentrifugalkraft nach auBen und reiben auf die leitwand PV solidarisch zum Grundsystem. Bei zu großer Geschwindigkeit des Rotor. drücken die Bremsflügel MA der Rotationsgeschwindigkeit folgend, mehr oder weniger stark auf die Gleitwand PV. Die auf das Richtungs- oder Grundsystem wirkende Reibung zwingt das Richtungssystem zur Drehung, wodurch die Zuluftöffnung sich verkleinert und nicht aehr senkrecht zur Windrichtung steht.
Variante Bei Anwendung der Anlage an einem in gleicher Richtung gleichmäßig fließenden Wasserlauf erübrigt sich das Richtungssystem.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage in vertikaler oder horizontaler Lage der Haupt-Drehachse mit in getrieblicher Verbindung stehendem Nutzleistungs-Empfänger fUr die Anordnung in umgebenden frei fließenden Wind-oder Wasserströmungen unter selbsttätiger Ausrichtung in Strömungsrichtung zur direkten Umwandlung der Energie eines Teiles der umgebenden Strömung, die der Turbine vorwiegend radial als antreibendes Arbeits-Strömungsmittelmittel eines freien -Strahls zugeführt wird, in mechanische Energie durch Strömungswirkung mit den Merkmalen des Gleichdruck- (Actions-) Prinzips, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömungskraftmaschine aus einem um eine Haupt-Drehachse (A) frei drehbaren Aufsatz-Vorrichtung als Gehäuse für die Aufnahme einer Turbinen-Vorrichtuna und einer Sicherheits-Vorrichtung aus den Teilen (BA), (MA), (PV), (T), (PI), und Ausbildung von Leitflächen-Vorrichtungen mit aus einzelnen und/oder zusammengesetzten Teilen (Pa-), (Fo) und Anbringung einer Steuer-Vorrichtung (Z) besteht, daß das Gehäuse gebildet wird von einer Grundplatte (C), einer Gehäuse-Deckplatte (K) sowie Anstrom-Kanalraum, Abstrom-Kanalraum und Turbinen-Arbeitsraum formenden Leitflächen-Vorrichtung (Pa) und (Po), daß die Haupt-Drehachse (A) in vertikaler Lage in einer horizontal angeordneten Montage-Platte als Plattform (U) in Fuhrungs-Naben frei drehbar gelagert ist und das Gehäuse mittels einer Gleit-Vorrichtung (o) auf dieser Plattform (U) um die Haupt-Drehachse (A) frei drehbar gelagert ist, daß die Plattform (u) aui den Wänden (M) eines in die Erd-Oberfläche eingelassenen wannenförmigen Fundamentes in festem Verbund aufgelegt ist, daß das wannenförmige Fundament mit den Wänden (M) und der Plattform (U) eine Kammer ,ur Aufnahme eines am Fundamentboden befestigten Nutzleistungsempfängers(G) bildet, wobei der Nutzleistungsempfänger (G) über den mechanischen Kraftanschluß (E) mit der Hauptdrehachse (A) in getrieblicher Verbindung steht, daß der Nutzleistungsempfänger (G) aus einem Generntor, einer hydraulischen Pumpe oder dergleichen mechanischen Nutzleistungsmaschinen besteht, daß eine Montage-Platte als Sockel (S) insgesamt die festen und beweglichen Teile der Strömungskraftmaschine aufnimmt und in der Grundplatte (C) des frei beweglichen Gehäuses kraftschlüssig eingelassen ist, daß die Turbinen-Vorrichtung eines HohlzYlinder förmigen von oben mit einem plattenfdrmigen kreisförmigen Deckel verschlossenen Radkranz als Rotor (R) mit der Haupt-Drehachse (A), mehrere Schaufeln als Treibflächen (P) und Gleit-Kreisel-Vorrichtungen als Schaufelträger (F) zur frei drehbaren Befeetigung der Schaufeln (P) um eine gemeinsane Achse (Ax) aufweist, daß auf dem Sockel (S) ein walzenförmiger Körper mit einer pilzförmigen Abdeckung als Kern (N) fest verbunden ist, daß der Mittelpunkt des Kernes (N) außermittig zum Mittelpunkt der Haupt-Drehachse (A) mit der Exentrizität (#) angeordnet ist.

daß die pilzförmige Abdeckung des Kernes (N) und der Sockel (S) ringförmige um den Kern (N) konzentrische Führungsnuten (RA) und (H) besitzen, daß die Kreisel-Vorrichtungen (F) auf der Mantelfläche des Kernes (N) unabhängig voneinander umlaufend gleiten und in der Nute (RA) und der Nute (H) gleitend geführt sind, daß der hohlzylinderförmige Ring des Rotors (R) mit zur Haupt-Drechachse (A) parallelen schlitzförmigen Ausnehmungen (L) mit Gleit-Vorrichtungen (Ro) ausgebildet ist, in welchen die Schaufeln (P) je nach dem relativen Stand des Rotors (R) zum Mittelpunkt des Kernes (N) nicht, vollständig, im steigenden Maße mehr oder im fallenden Maße weniger aus den Ausnehmungen (L) in radialer Richtung zum Mittelpunkt der Haupt-Drehachse (A) heraustretend gleiten, daß mit der konstruktiven exzentrischen Anordnung des Kernes (N) zur Achse (A) zwischen jeweils benachbarten Schaufeln (P) Rotor-Kanäle von unterschiedlichen veränderlichen Volumens entstehen, die insgesnmt einen sichelförmigen Arbeitsraum bilden.
2. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (P) eine der Strömungen und Leistungen angemessene Form dergestelt aufweisen, daß die Schaufeln (P) in Bezug auf den Mittelpunkt des Rotors (R) radial gerichtete planparallele ebene, oder in Strömungs-Richtung oder entgegen der Strömungs-Richtung leicht gekrümte Treibflächen aufweisen, wobei die gekrümten Treib-Flächen an den oberen und unteren Begrensungen planparallele stabförmige Flächen besitzen, welche in Bezug auf den Mittelpunkt des Rotors (R) radial gerichtet durch die Ausnehmungen (L) gleitend geführt sind.
3. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit-Vorrichtungen (Ro) und (0) aue Wälz- und/oder Gleitlagern bestehen.
4. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dnß der sockel (S) AbfluB-kanäle (D) zur Ableitung des innerhalb des Hohlraumes des Rotors (R) eingedrungenen Strömungsmittels besitzt.
5. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß Gleit-Vorrichtung (B) im Sockel (S) zur Führung und Lagerung aus Wälz- und/oder Gleitlagern bestehen.
6. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit-Vorrichtung (Y) im Sockel (S) zur Führung, Stabilisierung und Lagerung aus Wälz- und/oder Gleitlagern bestehen.
7. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nch Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche gleitenden Teile der Anlage mit Wälz- und/oder Gleitlagern ausgerüstet sind.
8. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Turbinen-Vorrichtung eine Sicherheits- und Regulier-Vorrichtung als Fliehkraft-Regel-Vorrichtung mit den Teilen (BA), (MA), (PV), (T) und (PI) eingebaut ist, wobei mit der Haupt-Drehachse (A) Arme (3A) fest verbunden sind, ruf denen Fliehkraftkörper als Bremsflügel (MA) gleitend montiert sind,
9. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß Gleitwände (PV) unterhalb des Deckels (K) zur Reibungsbrems- und Mitnehmerwirkung mit den Fliehkraftkörpern (MA) angebracht sind.
10. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Fliehkraft-Körpern (MA) Rückstell-Vorrichtungen (T) außerhalb oder innerhalb der Arme C3A) in harmonischer Verbindung stehen.
11. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstell-Vorrichtungen (T) aus pneumatischen- oder federkraft- Elementen oder dergleichen elastischen Elementen besteht.
12. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer auf eine bestimmte Belastungsgrenze justierte Vorrichtung mit Hebeln (PI) die Fliehkraft-Körper (BA) ausgelöst und unterhalb der Belastungsgrenze festgehalten werden.
13. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, d, die Steuervorrichtung aus einer Steuerungs-Platte als Windfahne (z) besteht, die so senkrecht auf dem Deckel (K) des zu steuernden Gehäuses fest verbunden ist, dn.ß eine durch die Platte (Z) gelegte gedachte ebene auf der Verbindungslinie der Mittelpunkte der Achse (A) und des Kernes (N) senkrecht steht.
14. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei horizontaler Lage der Haupt-Drehachse (A) zusätzliche Getriebe-Vorrichtungen mit umlenkenden Kraft-Anschlüssen zwischen der Gehäuse-Lagerung und dem Nutzleistungs-Empfänger eingebaut sind,
15. Wind- oder Wasser-Turbinen-Anlage nach Anspruch 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei horizontaler Lage der Haupt-Drehachse (A) Strömungskraftmaschine und Nutzleistungs-Empfänger (G) auf einer Haupt-Drehachse (A) sitzen und von einer Stütz-Vorrichtung gehalten werden.