DE2918181A1 - Vorrichtung zur erzeugung von energie - Google Patents

Vorrichtung zur erzeugung von energie

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Dos Santos Afonso Lino
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0409—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels surrounding the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/06—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
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Description

Patentanwalt
Dipl.-Ing. Günther Rau
Bielefeld
Lino dos Santos Afonso Oeiras, Portugal
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie durch Wind. Es sind Windkraftanlagen bekannt, die die kinetische Energie des Windes ausnutzen. Eingesetzt werden mehrflügelige Windräder, die durch eine Windfahne senkrecht zur Windrichtung gestellt werden. Diese Windkraftanlagen nutzen die Energie des den Windradkreis durchströmenden Windes nur unbefriedigend aus.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie durch Wind zu schaffen, die eine optimale Ausnutzung der Windenergie ermöglicht. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Turbine mit einem als Luftauffänger wirkenden senkrecht stehenden Stator gelöst, der einen mit Flügeln ausgestatteten Rotor umgibt, wobei der Stator aus einem Kranz schräggestellter Windleitflächen besteht. Vorteilhafterweise sind die Profile der Windleitflächen des Stators und der Flügel des Rotors aerodynamisch ausgebildet. Es ist zweckmäßig, die Windleitflächen senkrecht zwischen kreisförmigen Halteplatten anzuordnen. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird der Rotor aus einer den Windleitflächen entsprechenden Anzahl von Flügeln gebildet, die
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zwischen kreisförmigen Rotorplatten befestigt sind, welche mit einer Antriebswelle verbunden sind, wobei die Antriebswelle in an den Halteplatten befestigten Lagern geführt ist.
Zur Drehzahlregelung der Turbine ist der Stator durch eine mehrteilige, zylinderförmige teleskopartig ineinanderschiebliche Schutzvorrichtung umgeben. Die Schutzvorrichtung ist so gestaltet, daß sie im ausgezogenen Zustand Stator und Rotor gegenüber dem Luftstrom vollständig abschirmt und im zusammengeschobenen Zustand vollständig freigibt» Es hat sich bewährt, die Schutzvorrichtung durch eine hydraulische oder pneumatische Stelleinrichtung zu betätigen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,, daß die Yorrichtung Iceine besonderen Maßnahmen zur Ausrichtung auf die Windrichtung benötigt. Der hohe Wirkungsgrad ergibt sich daraus, daß der Stator den Wind über eine Umfangsflache von 180° und seine gesamte Höhe aufnimmt.
Eis Ausführungsbeispi«! der- Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen im einzelnes erläutert«, Es se igen; Figo 1 eine Ansicht von oben» teilweise geschnitten und Figo 2 eine Seitenansicht j teilweise geschnitten»
Die Yorx'ichtung zur Erzeugung von Energie besteht aus einer Turbine j die aus einem Stator 1 laad einem Rotor 2 zusammengesetzt ist. Der Stator5 der des. Luftstrom erfassen soll, besteht aus einer größeren Aiisalil von "finale itf lachen 3» die ein aerodynamisches Profil aufweisen, das den Erkenntnissen der Luftfahrtechnil·; sntuprie-Ii>;< > Ta.® w-znlsrsent stehenden Windleitflachen 5 sind -'-i ®in-:-m C^i Τΐΰΐοί? 2 konzentrisch umgebenden Kraus SBgeo^-Iui;*·: ;.:-=·.;. -it-s.^iL in einem bestimmten Winkel zn den Rad lsi? de - 3j-i ':■ "-■' ■ g·:'--* ":°-lAsii eine Ansahl ¥on Kanäle?i3 dtirc'-i ^i * =''""-."? ^v ■: " --^- '■■-"_ l-sm Rotor 2
zugeführt wird.
Die Kranzförmige Anordnung der Windleitflächen 3 ermöglicht die Erfassung des Windes über eine Fläche von 180° des Umfanges und über ihre gesamte Höhe unabhängig von der Windrichtung. Die Vorrichtung benötigt also keine besondere Maßnahmen zur Ausrichtung auf die Windrichtung.
Die Windleitflächen 3 stehen mit ihrem unteren Ende auf einer Bodenscheibe 4 eines Sockels und sind mit ihrem oberen Ende an einer Kreisringscheibe 4a befestigt. Der Rotor wird durch die Öffnung der Kreisringscheibe 4 a eingeführt und durch eine Platte 4b abgedeckt.
Die Bodenscheibe 4 und die Platte 4b nehmen die Lager 8 und 9 für den Rotor 2 auf. Bei größeren Abmessungen der Vorrichtung kann es zweckmäßig sein, den Stator 1 mit den Windleitflächen aus Eisenbeton herzustellen oder aus Stahl, Aluminium oder dergleichen, welches in der Lage ist, den Belastungen gerecht zu werden.
Der Rotor 2 besteht aus einer den Windleitflächen 3 des Stators 1 entsprechenden Anzahl von Flügeln 5, die ein leicht schaufeiförmig geschwungenes aerodynamisches Profil aufweisen. Die Flügel 5 sind an ihrem oberen und unteren Ende an kreisförmigen Rotorplatten 6 befestigt, die von einer senkrecht stehenden zentralen Antriebswelle 7 getragen werden, die in den Lagern 8 und 9 auf der Bodenscheibe 4 und an der Platte 4b mit möglichst geringem Reibungswiderstand läuft. Entsprechend der Gestaltung und Aufbau des Rotors 2 übt dieser einen doppeltwirkenden Effekt aus, was wesentlich zur Leistung der Vorrichtung beiträgt. Die Kanalprofile des Stators 1, vergleichbar mit einfachen Venturirohren, ermöglichen eine sehr hohe
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Luftgeschwindigkeit, wodurch die leistung des als Luftauffänger wirkenden Stators wesentlich vergrößert wird. Ähnlich wie der Stator 1 ist der Rotor 2 aus geeignetem Material, wie z..B. Stahl oder Aluminium entsprechend den auftretenden Belastungen hergestellt.
Die Wirkung des Windes auf die Turbine wird durch eine Schutzvorrichtung 10 geregelt, die aus mehreren teleskopartig ausziehbaren Zylindermänteln besteht. In Fig. 2 sind diese Zylindermäntel vollständig auseinandergezogen dargestellt und umschließen in diesem Zustand die Windleitflächen 3 mantelförmig, so daß der Wind gehindert ist, den Rotor anzutreiben. Im Ausführungsbeispiel sind 4 Zylindermäntel übereinander vorgesehen, von denen der untere mit größtem Durchmesser stationär und die darüber angeordneten mit abgestuft verringertem Durchmesser stufenlos vom ausgezogenen Zustand, in dem der Rotor vollständig vom Wind abgeschirmt ist, bis in den zusammengeschobenen Zustand innerhalb des unteren Zylindermantels überführt werden können, um die Windleitflächen 3 und den Rotor 2 dem Luftstrom maximal auszusetzen. Zur Verstellung der Zylindermäntel sind vorzugsweise vier hydraulisch betätigte teleskopisch ausfahrbare Stelleinrichtungen 11 vorgesehen, die automatisch so gesteuert werden können, daß die Turbine mit einer wählbaren Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Zylindermäntel sind vorzugsweise aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material hergestellt.
Die Antriebswelle 7 ist über ein Zahnrad- oder Riementrieb mit einem Generator 12 verbunden für den Fall, daß elektrische Energie erzeugt werden soll. Selbstverständlich kann der Rotor auch zum Antrieb anderer Aggregate z. B. von Pumpen eingesetzt werden.
Patentansprüche
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Leerseife

Claims (7)

  1. "Patentansprüche
    ../Vorrichtung zur Erzeugung von Energie durch Wind, gekennzeichnet durch eine Turbine mit einem als Luftauffänger wirkenden senkrecht stehenden Stator (1), der einen mit Flügeln (5) ausgestatteten Rotor (2) umgibt, wobei der Stator (1) aus einem Kranz schräg gestellter Windleitflächen (3) besteht.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile der Windleitflächen (3) des Stators (1) und der Flügel (5) des Rotors (2) aerodynamisch ausgebildet sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Windleitflächen (3) senkrecht zwischen kreisförmigen Halteplatten (4) angeordnet sind.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) aus einer den Windleitflächen (3) entsprechenden Anzahl Flügeln (5) gebildet ist, die zwischen kreisförmigen Rotorplatten (6) befestigt sind, welche mit einer Antriebswelle (7) verbunden sind, wobei die Antriebswelle (7) in an den Halteplatten (4) befestigten lagern (8 und 9) geführt sind.
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (1) durch eine mehrteilige, zylinderförmige teleskopartig ineinanderschiebliche Schutzvorrichtung (10) umgeben ist.
  6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5> dadurch ge-
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    kennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung (10) im ausgezogenen Zustand Stator (1) und Rotor (2) gegenüber dem Luftstrom vollständig abschirmt und im zusammengeschobenen Zustand vollständig freigibt.
  7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung (10) durch eine hydraulische oder pneumatische Stelleinrichtung (11) betätigt ist.
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NL7903161A (nl) 1979-11-13
BR7901900A (pt) 1979-12-04
PT68020B (fr) 1980-02-20
DK189379A (da) 1979-11-10
GR65258B (en) 1980-07-31
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