DE2915780A1 - Vertikalachs-windturbine - Google Patents

Description

• Die Erfindung ist anhand der 7ichnrngen beispielsweß4i;7e
• beschrieben Es zeigen Fig. 1 : Draufsicht auf den Rotor mit angesetzten Flügelblättern (7) und horrizontalen ebenen Begrenzungsflächen (la) und schrägen, gebogenen Begrenzungsflächen (2a) sowie vertikalen, kreisförmigen Stegen (3a), (3b) und an die kreisförmigen Stege (3a) im Gelenkpunkt (6) winkelveränderlich angeschlossenen vertikalen Klappen (5).
• Fig. 2 : Seitenansicht von Figur 1 mit unten liegenden, ebenen (1b) und schrägen, gebogenen Begrenzungsflächen (2b). Der Rotorkörper ist mit der vertikalen Rohrachse (4) starr verbunden.
• Fig. 3 : Draufsicht auf Rotor mit in den Achsen (9a) angelenkten Klappflügeln (7a) und Fliehgewichten (loa) in stehender und abgeklappter Lage.
• Fig. 4 : Seitenansicht von Figur 3 mit Darstellung der Achslagerung im Rohrmast und Zahnradübersetzung auf Ritzel eines Generators.
• Fig. 5 : Seitenansicht des abgeklappten Flügels (7a) mit starr angeschlossenem Fliehgewicht (io a).
• Fig. 6 : Querschnitt durch Rotor mit zur Sturmsicherung abgeklappten Flügeln (7a, 7b).
• Fig. 7 : Seitenansicht des abgeklappten Flügels (7a) mit starr angeschlossenem Fliehgewicht (1pa) in Verbindung mit einer Sperrhülse (via) um eine gemeinsame Drehachse (9a), wobei an der Hülse (9a) ein kleineres Fliehgewicht (12a) starr angeschlossen ist.
• Fig. 8 : Draufsicht auf Rotor mit starren Bereichen des Rotorkörpers (14) und flexiblen Bereichen (13), die in den Randbereichen (15) an den starren Körper angeschlossen sind.
• Fig. 9 : Seitenansicht von Figur 8, rechts im vom Wind aufgeblähtem, links in Gegenrichtung schlaffem Zustand.
• Fig. 10 : Draufsicht auf fünf unter sich gleiche Rotoren (16) nach Figur 9, die untereinander um gleiche Winkelgrade versetzt angeordnet sind.
• Fig. 11 : Draufsicht auf fünf unter sich gleiche Rotoren (17) nach Figur 1, die untereinander um gleihe Winkelgrade versetzt angeordnet sind und in den äußeren, starren Rotorflächen gaupenartige Ausströmöffnungen (22) und in den trommelartigen Zwischenbereichen der Rotoren vertikale, gebogene Flügelflächen (21) aufweisen.
• Fig.12 : Seitenansicht zu Figur 11 Fig. 13 : Querschnitt durch drei unter sich gleiche und um gleiche Winkelgrade versetzte Rotorkörper, an deren offener Seite Zwischenräume abdeckende, ebene Flügelblätter (19a) angesetzt sind.
• Fig. 14 : Gleiche Anordnung wie Figur 13, jedoch mit gebogenen Flügelblättern (19 b) und damit starr verbundenen, hinter dem Gelenk liegenden, gerundeten Flügelflächen (20).
• Fig 15 : Draufsicht und Querschnitt eines Rotors (la) mit in der Horizontalen (24) und Vertikalen (23) rundgestalteten Form.
• Fig.16 : Draufsicht auf einen Rotor, ähnlich Figur 1 mit außerhalb des Rotorkörpers am Rotor starr angebrachtem, elektrischem Stromgenerator (26), auf dessen fleigender Welle eine Luftschraube (25) angebracht ist.
• Fig.17 : Seitenansicht der Figur 16.
• Technische Vertinsloche - Vindsecine Bezeichnung : Windturbine mit vertikale Achse zur Umsetzung von Windenergie, bestehend aus mindestens einem in horrizontaler Ebene drehenden Rotor aus Metall, Holz, Kunststoff, textilem Stoff und dergleichen.
• Die Erfindung bezweckt kleine und mittlere Windkraftanlagen vorwiegend zum Einsatz auf Masten, Hausdächern, Türmen, Hochhäusem, Wasserfahrzeugen und an sonstigen windexponierten Stellen.
• Von dem bekannten System des Savonius-Rotors ausgehend ,wi rd Le i stungsverbesserung erstrebt a) durch andere Formgebungen.
• b) durch Kombination mit im Außenbereich angesetzten Windflügeln nach dem ebenfalls bekannten System Darrieus.
• c) durch automatisches Wegklappen der vertikalen Darrieus-Flügel unter Einsatz von Fliehgewichten zur Regulierung möglichst gleichbleibender Windausbeute bei stark steigenden Geschwindigkeiten.
• d) durch kleinere fl iehgewichte mit Sperrvorrichtung durch die die Fliehkraft der großen Fliehgewichte erst entriegelt wird, wenn nach Überschreiten mittlerer Windgeschwind i gkeiten die Vertikalstellung der Darrieus-Flügel entsperrt werden soll e) durch Einfügung von segel artigen flexiblen Bereichen des ansonst starren Rötorgehäuses, die si ch vor dem W nd auf bl ähen und di e Antriebsfläche vergrößern und gegen den Wind in schlaffem Zustand die Windreibung verringern.
• f) durch Zusammenfassung mehrerer Einheiten auf ge- , meinsamen Abtriebswelile mit gegen die Windrichtung versetzter G rundrißanordnung.
• gr durch Ausströmöffnungen nahe der Drehachse, wodurch Teile der Windenergie auf kleine Rotoren nach dem System Savonius, die zwischen benachbarten Rotoren tiegen, abgegeben werden.
• h) durch Schließung von zwischen einzelnen Rotoren liegenden Querschnittsflächen mittels gelenkig angebrachter Ffügelklappen im Windangriff und deren Öffnung in Gegenrichtung des Windes i) durch entsprechende Formgeburlg und hintere Verlängerung der Flügelblätter zwecks Schließung der offenen Querschnitte der Rotoren zur Verringerung des Windangriffs.
• j) durch Anordnung von Luftschrauben auf fliegender Welle eines Elektrogenerators, um durch die hier vorhandene hohe Windgeschwindigkeit die direkte, d.h. getriebelose Übertragung auf die für Generatoren erforderliche Drehzahl zu bewirken.
• Die Merkmale zu a)l f), g) und h) bewirken eine Erhöhung der Turbinen-Drehzahl relativ zur Windgeschwindigkeit und erleichtern den Anlauf, wobei ih der Formgebung noch innen liegende gesteuerte (5) und starre Rügelflächen (3a) und 3 b) ) einbezogen sind.
• Die Merkmale zu a), b) und j) erhöhen das Windangriffs-Moment (Kraftausbeute) Die Merkmale zu e), f) und h) vervielfachen oder steigern die Leistung.
• Die Merkmale zu c) und i) dienen der Sturmsicherung.
• Leerseite

Claims (15)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Windturbine mit vertikaler Achse zur Umsetzung von Windenergie, bestehend aus mindestens einem in horizontaler Ebene drehendem Rotor aus Metall, Holz, Kuststoff, textilem Stoff und dergleichen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e daß unter sich spiegelgleiche, parallele, ebene obere (1 a) und untere (1 b ) Rotorblätter mit dazu einen Winkel bildenden ebenfalls spiegelgleichen Schrägflächen (2a + 2b) und vertikalen Stegen als Zylinderausschnitten (3a + 3b) ausgebildet und die oberen und unteren Rotorblätter (la + lb ) mit einem zylindrioschen Achsrohr (4) mittig verbunden sind.
2. 2. Windturbine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et, daß zwischen den oberen und unteren Rotorblättern (la + 1b) winkelveränderliche vertikale Klappen (5 ) um den Drehpunkt (6) schwenkbar angeordnet sind.
3. 3. Windturbine nach den Ansprüchen 1 +2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß an den äußeren Rotorenden vertikale in ihrem Horizontal schnitt tropfenform-ähn Ii ch ausgebildete Profil flügel (7) in Drehrichtung (8 ) angeordnet sind.
4. 4. Windturbine nach den Ansprüchen 1 bis 3, da du r c h gek e n nz e i c h n e t, daß die Profilflügel (7a+7b) in der Vertikalen geteilt und zur Rotormitte hin klappbar angeordnet sind und mit hinter den Drehpunkten (9 a +9 b) starr angebrachten Riehgewichten (lo a + lo b ) verbunden sind.
5. 5 Windturbine nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß um die Drehachse des Profilflügels (9a) eine Hülse (11 a) mit Entsperrung bei 900 Winkeländerung angeordnet und an der ein kleineres Fl iehgewicht ( 12 a) starr angeschlossen ist.
6. 6. Windturbine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß Teilflächen (13) der oberen und unteren starren Rotorblätter (14) flexibel ausgeführt und mit den starren Restflächen (14 ) an den Berührungskanten ( 15 ) angeschlossen sind.
7. 7. Windturbine nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß mehrere Rotoren (16) über- oder untereinander lotrecht oder versetzt angeordnet und an gemeinsames starres Achsrohr angeschlossen sind.
8. 8. Windturbine nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß eine Mehrzahi Rotoren (17) in der Horizontal projektion um unter sich gleiche Winkel ver-0 setzt, vorzugsweise 18 - 30, über- oder untereinander angeordnet und an gemeinsames Achsrohr (4 ) starr angeschlossen sind.
9. 9. Windturbine nach Anspruch 8, da du r c h gek e n n -z e i c h n e t, daß an den äußeren Rotorenden vertikale Profilflügel nach Anspruch 3 (7) angeordnet sind.
10. lo. Windturbine nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e ic h n et, daß an den unteren Rotorenblättern (1 b ) zwischen 2 Rotoren schräg liegende, den offenen lichten Querschnitt der Rotorhälften abdeckende ebene Flügel blätter (19 a) oder gebogene Rügel -blätter (19 b ) gelenkig angeschlossen sind.
11. 11. Windturbine nach Anspruch lo, d a d u r c h g e k e n n z e i chnet, daß an den gelenkig angeschlossenen Flügelblättern (19 b) eine hinter dem Gelenkpunkt liegende 2.gerundete Flügelfläche (20 starr angeordnet ist.
12. 12. Windturbine nach Anspruch 8, d a d u r c h g e ke n n -z e i c h n e t, daß zwischen jeweils 2 Rotoren (17 ) den Zyl inderausschnitten (3 a ) ähnl iche unter sich gleichgroße Zylinderflächen (21 ) und in den angrenzenden oberen oder unteren Rotorflächen (la oder 1b ) Windauslaßöffnungen (22) angeordnet sind.
13. 13. Windturbine nach Anspruch 1 bis 12, da du r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß statt der in einem Winkel zusammenstoßenden spiegelgleichen Schrägflächen (2a +2b ) des Rotors starre Schalen (23) zwischen den oberen und unteren Rotorblättern (la + 1b ) angeordnet sind.
14. 14 Windturbine nach Anspruch 1 bis 3, 6 bis 9, 12 und 13, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die oberen und unteren Rotorblätter (la + 1b ) auf der offenen Seite des Rotors als Bogen 24) geformt sind.
15. 15. Windturbine nach Ansprüchen 1 bis 14, d a du r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß außerhalb des Rotors am Rotor eine Luftschraube auf fliegender Welle (25 ) eines elektrischen Stromgenerators (26) angeordnet ist.