DE2922593A1

DE2922593A1 - Windtrichterturbine - vorrichtung zur erzeugung von energie durch ausnutzung der windkraft

Info

Publication number: DE2922593A1
Application number: DE19792922593
Authority: DE
Inventors: Bruno May
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-06-02
Filing date: 1979-06-02
Publication date: 1980-12-11

Description

Windtrichterturbine:
Vorrichtung zur Erzeugung von Energie durch Ausnutzung der Windkraft Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie durch Ausnutzung der Windkraft, die auf Turbinenschaufeln einwirken und sie dadurch antreiben.
Es ist bekannt, Windkräfte durch z.B. Windmühlen auszunutzen, die durch Wind in Rotation versetzt werden und hierdurch Antriebswellen für Generatoren oder dergleichen antreiben.
Bei diesen Einrichtngen ist es Voraussetzung, daß der Wind zur Turbine nur durch den Windtrichter gelangen kann und somit die Turbinenschaufeln antreibt.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch eine Vorrichtung, die aus einer Turbine besteht. Diese Turbine wird mittels Buchsen oder Lager, von einer vertikalen feststehenden Welle (Achse) geführt und ist somit drehbar. Die Turbinenschaufeln werden vom Wind angetrieben und drehen sich in wagerechter Richtung rechts herum, wodurch ein Drehmoment auf eine Arbeitswelle übertragen wird. Der Windtric-hter ist gleichermaßen drehbar. Die Öffnung des Windtrichters zeigt immer genauestens zum Wind, dafür sorgt der Windrichtungsanzeiger (Wetterfahne).
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig.l die ordnungsgemäße Vorrichtung in einer schaubildlichen Ansicht. Wintrichter und Turbine; Fig.2 die Anordnung der Turbine und den Windtrichter in einer Draufsicht; Fig.3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht im Schnitt; Fig.4 die Anordnung der Windturbine und den Windtrichter in einer Draufsicht.
Die als Windgenerator verwendbare Vorrichtung 31 besteht aus einen Wintrichter 18, 18a (Fig.l) und einen Windgenerator 31.
Bis auf den Trichtereingang 33, 33a deckt der Windkanal die Turbine völlig ab. Wenn man in die Windtrichteröffnung hineinsieht, dann muß man feststellen, daß die Turbine 31 von den hereinströmenden Wind einseitig angetrieben wird. Der Trichtereingang 33, 33a gegenüber der Turbine ist mindestens doppelt so groß. Je länger der Windtrichter gebaut wird, je größer wird der Trichtereingang, es entsteht ein größerer Sog, die Leistungsfähigkeit wird in der Schleuse vergrößert.
Der Windtrichter 18, 18a ist beinahe mit folgenden Beispielen zu vergleichen. Wenn man in einer Wohnung in Windrichtung das Fenster und gleichermaßen die gegenüberliegende Tür öffnet, ergibt dieses einen Winddurchzug, oder es zieht, wie man sagt.
Zweitens: Schließen Sie einen Gartenschlauch an einen Wasserhahn an und setzt man auf diesen Gartenschlauch eine verstellbare Düse auf, so bemerkt man beim Verstellen der Düse bei gleichem Wasserdruck, daß man mit dieser Düse das Wasser verschieden weit versprühen kann. Genau diesen Effekt übt der Windtrichter aus. Dieser sammelt zunächst den Wind durch den zugeschnittenen Keil, wird der Wind verdichtet (komprimiert), wird gegen die Turbinenschaufeln gedrückt und treibt diese an.
Also wird der hereinströmende Wind, wie durch eine Düse auf die Turbinenschaufeln gestrahlt und treibt diese an.
Die Turbine Fig.2 setzt sich aus 12 Turbinenschaufeln zusammen, diese sind an Narben oder Lager 20, 21, gehaltert und werden von einer Welle oder auch feststehenden Achse 19 geführt. Die Windschaufeln 1 - 12 drehen sich rechts herum und werden vom Wind in wagerechter Richtung angetrieben. Fig.4 zeigt, daß man die Turbinenschaufeln in verschiedene Typen herstellen kann.
Welche Type nun die wirtschaftlichste ist, kann man an einem Versuchsmodell feststellen. Fig.l zeigt den Windrichtungsanzeiger 22. Dieser ist auf dem Windtrichter 18 montiert. Der Windrichtungsanzeiger und der Windtrichter ist schwenkbar un d wird vom Wind in die Windrichtung gedrückt, also steht die Öffnung 33, 33a vom Windtrichter 18, 18a immer genau in Windrichtung, dadurch bekommen die Turbinenschaufel immer den vollen Wind.
Fig.3 Die Windturbine ist durch den wasserdichten (Hohikörper) Schwimmer 25 Wasser gelagert, dieser Schwimmer schwimmt in Wasser 24, dieses Wasser befindet sich in den Wasserbehälter 23. Geführt wird die Turbine mittels Buchsen oder Lager an einer feststehenden Welle 19. Man kann diese beiden Drehvorrichtungen einmal für die Turbine und einmal für den Windtrichter auch auf Rädern oder Lager laufen lassen. Beide Drehvorrichtungen sind unabhängig von einander, geführt werden aber beide an der vertikal feststehenden Achse 19.
Den Drehmoment kann man entweder von der Welle 19 oder von der Plattform 26 durch Zahnräder auf eine Arbeitswelle übertragen.
Mit dieser unerschöpflichen und kostenlosen Windenergie kann man Generatoren antreiben, Preßluft herstellen, Salzwasser in Trinkwasser umwandeln und so weiter. Die Turbinenschaufeln oder Windschaufeln kann man aus modernem Segeltuch herstellen, die an einer Vorrichtung befestigt werden. Diese kann man aber auch aus Leichtmetall, Kunststoff oder dergleichen anfertigen.
Aus dem gleichen Material kann man die Verkleidung des Windtrichters 18, 18a und den Windrichtungsanzeiger 22 anfertigen.
An den Turbinenschaufeln sind zusätzlich Rippen 27 montiert, in dem sich der Wind fängt und die Turbine dadurch beschleunigt.
Diese Rippen 27 werden nur an einer Seite der Turbinenschaufeln befestigt. Fig.3 Tubinenschaufen 2, 8). Der Windtrichter 18, 18a und Windrichtungsanzeiger 22 sind auf Wasser gelagert.
Sie werden vom Schwimmer 28 getragen und von der Welle geführt.
Dieser wasserdichte Hohikörper 28 befindet sich im Wasserbehälter 30 und schwimmt in Wasser 29. Genauso kann man diesen auf Kugellager oder Laufräder lagern. Bei Sturm werden die Räder genauso abgesichert, wie bei der Kirmisachterbahn.
Diese Vorrichtung ist auch bei Sturm funktionsfähig.

Claims

Patentansprüche fS 1. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie durch Ausnutzung der Windkraft die auf Turbinenschaufeln einwirken und sie dadurcW antreiben.

Bei diesen Einrichtungen ist es Voraussetzung, daß der Wind zur Turbine nur durch den Windtrichter gelangen kann und somit die Turbinenschaufeln antreibt.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch eine Vorrichtung, die aus einer Turbine besteht.

Diese Turbine wird mittels Buchsen oder Lager von einer vertikalen feststehenden Welle (Achse) geführt und ist somit drehbar. Die Turbinensvhaufeln werden vom Wind angetrieben und drehen sich in wagerechter Richtung rechts herum, wodurch ein Drehmoment auf eine Arbeitswelle übertragen wird.

Der Windtrichter ist gleichermaßen drehbar. Die Öffnung des Widtrichters zeigt immer genauestens zum Wind, dafür sorgt der Windrichtungsanzeiger. (Wetterfahne) 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Windturbine verwendbare Vorrichtung 31 aus einen Windtrichter 18, 18a besteht. Bis auf den Trichtereingang 33, 33a deckt der Windtrichter mit seiner Verkleidung die Turbine völlig ab. Wenn man in die Trichteröffnung 33 hineinschaut, stellt man fest, daß die Windturbine von den hereinströmenden Wind einseitig angetrieben wird. Der Trichtereingang 33, 33a, gegenüber der Turbine ist mindestens doppelt so groß. Je langer der Windtrichter gebaut wird, je größer wird der Kanaleingang, es entsteht ein größerer Sog, die Leistungsfähigkeit wird in der Windschleuse 33, 33a vergrössert. Der Windtrichter 33, 33a ist beinahe mit folgenden Beispielen zu vergleichen. Wenn man in einer Wohnung in Windrichtung der Fenster und gleichermaßen die gegenüber liegende Tür öffnet, ergibt dieses einen Winddurchzug, oder es zieht wie man sagt. Zweitens: Schließt man einen Gartenschlauch an einen Wasserhahn an und setzt man auf diesen Gartenschlauch eine v erstellbare Düse auf, so bemerkt man beim Verstellen der Düse, bei gleichen Wasserdruck, daß man mit dieser Düse das Wasser verschieden weit versprühen kann. Und genau diesen Effekt übt der Windtrichter 18, 18a aus, dieser sammelt zunächst den Wind.

Durch den zugeschnittenen Keil, wird der Wind verdichtet (komprimiert) wird gegen die Turbinensvhaufeln gedrückt und treibt diese an. Also wird der hereinströmende Wind wie durch eine Düse auf die Turbinenschaufeln gestrahlt und treibt diese an.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine Fig.2 sich aus 12 Turbinenschaufeln zusammensetzt, diese sind an Narben oder Lager 20, 21 gehaltert und werden von einer Welle oder auch feststehenden Achse 19 geführt. Die Windschaufeln 1 - 12 drehen sich rechts herum und werden vom Wind in wagerechter Richtung angetrieben. Fig.2 Turbine 31 kann man anstatt 12 Flügel oder Turbinenschaufeln nur mit 2, 4, 6 oder beliebig viele Turbinenschaufeln bestücken. Dieses kommt auf den Durchmesser der Plattform 26 an. Bei großen Dimensionen benötigt man mehrere Windturbinenschaufeln.

4. Vorrichtung naxh Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man dieses Windkraftwerk in Taschenformat herstellen kann, als Souvenir zum Beispiel, auch in dieser Größenordnung wird man eine Funktionsfähigkeit feststellen.

Aber auch in sehr großen Dimensionen kann man diese Windturbine herstellen. Es kommt eben darauf an, was man mit dieser Windtrichterturbine antreiben will.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Fig.4 besagt, daß man die Turbinenschaufeln in verschiedenen Typen herstellen kann. Welche Type nun die wirtschaftlichste ist, kann man an einem Versuchsmodell feststellen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Fig.l den Windrichtungsanzeiger (Wetterfahne) 22 darstellt. Dieser ist auf den Windtrichter oder Trichter 18, 18a montiert. Der Windrichtungsanzeiger und der Windtrichter sind schwenkbar und wird vom Wind in Windrichtung gedrückt, also steht die Öffnung 33, 33a von Windtrichter 18, 18a immer genau in Windrichtung, dadurch bekommen die Turbinenschaufeln immer den vollen Wind. Der Windrichtungsanzeiger 22, muß groß genug gebaut sein, so daß der Wind mit eigener Kraft die Öffnung des Windtrichters 33, 33a, direkt in den Wind drehen kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Windturbine durch den wasserdichten (Hohikörper) oder Schwimmer 25 wassergelagert ist. Sie Fig.3.

Dieser Schwimmer schwimmt im Wasser 24, dieses Wasser befindet sich in den Wasserbehälter 23. Geführt wird die Windturbine mittels Buchsen oder Lager an einer feststehenden Welle 19.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man diese beiden Drehvorrichtungen, einmal für die Turbine und einmal für den Windtrichter auch auf Rädern oder Lager laufen lassen kann. Beide Drehvorrichtungen sind unabhängig von einander. Geführt werden aber beide an der vertikalen feststehenden Achse 19.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment entweder von der Welle 19 oder von der Plattform 26 durch Zahnräder auf eine Arbeitswelle übertragen wird. Mit dieser unerschöpflichen und kostenlosen Windenergie kann man Generatoren antreiben, Preßluft für Arbeitsmaschinen herstellen, Salzwasser in Trinkwasser umwndeln, und so weiter.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenschaufeln auch aus modernem Segeltuch herstellen kann, die an einer Vorrichtung befestigt werden.

Diese kann man auch aus Leichtmetall, Kunststoff oder dergleichen anfertigen. Aus dem gleichen Material kann man die Verkleidung des Windtrichters 18, 18a und den Windrichtungsanzeiger oder Wetterfahne 22 anfertigen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Turbinenschaufeln zusätzlich Rippen 27 montiert sind, in dem sich der Wind fängt und die Windturbine dadurch beschleunigt. Diese Rippen werden nur an einer Seite der Turbinenschaufeln befestigt (Fig.3 Turbinenschaufeln, 2, 8).

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Windtrichter 18, 18a und Windrichtungsanzeiger 22 aus Wasser gelagert sind. Sie werden vom Schwimmer 28 getragen und von der Welle 19 geführt. Dieser wasserdichte Hohlkörper 28 befindet sich im Wasserbehälter 30 und schwimmt in Wasser 29. Genauso kann man diesen Windtrichter auf Kugellager oder Laufräder lagern. Bei Sturm werden die Räder genauso abgesichert, wie bei der Kirmisachterbahn.

Diese Vorrichtung ist auch bei Sturm funktionsfähig.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Windtrichter 18, 18a zusätzlich eine Schutzwand 100 Fig.l montiert wird, damit die Turbine vom Wind nicht abgebremst werden kann.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Windturbine vom Windtrichter 18, 18a und der Schutzwand 100 vom Wind vollkommen abgeschirmt wird. Die Schutzwand 100 und die obere Abdeckung der Turbine kann man einsparen, in dem man den Windtrichter 18, 18a soweit vergrößert, daß dieser die Turbine nur von der Windseite völlig abdeckt und ihm dadurch gleichermaßen mehr Leistung zuführt. Aus Platzmangel konnte ich dies zeichnerisch leider nicht darstellen. So besteht dann dieses Windkraftwerk zur Hauptsache aus einer Windturbine und aus einen Windtrichter. Zur Erbauung der Anlage wäre diese Lösung sehr wirtschaftlich und kostenbewußt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenn man einen größeren Luftdurchzugseffekt im Trichter 33, 33a erreichen möchte, um somit die Turbinenschaufeln zu beschleunigen. Das man bei Fig.4 die vier Turbinenschaufeln bei 47 verlängert, so daß diese mit dem Trichtergehäuse beinahe abschließen. In den Turbinenschaufeln werden so viele Löcher hineingebohrt, oder Schlitze eingearbeitet, so daß die hereinströmende Luft beschleunigt abziehen kann.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeile 45, die Windrichtung anzeigen. Der Windrichtungsanzeiger (Wetterfahne) steht immer in der gleichen Richtung (Pfeil 45). Der Windrichtungsanzeiger ist verstellbar. Somit verstellt sich automatisch der Windrichter zum Wind. Dadurch kann man die Windturbinendchaufeln durch den Wind gezielt anstrahlen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Turbinenschaufeln bei größeren Dimensionen eine Hebelarmkraft ausübt unZder Turbine dadurch mehr Leistung zuführt. Die Kraft wird auf ein Getriebe übertragen, um bei der Stromerzeugung, die gewünschte Umdrehungszahl pro Minute zu erhalten.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erbauung der Windturbine es sehr vorteilhaft ist, daß der Turbinendurchmesser um einiges größer ist, als seine eigene Höhe.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fig.2, 4 festgestellt werden kann, daß die Windturbine vom Wind nur durch den Windtrichter abgeschirmt wird.

Die restlichen Turbinenschaufeln sind nicht abgedeckt und stehen im freien, damit der Wind ungehindert abziehen kann.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß man den Windtrichter 18, 18 a durch mehrere Trennwände 18a und Windtrichteröffnungen 33a vergrößern kann.

In Pfeilrichtung 18b kann man zusätzlich noch Windrichtungsöffnungen montieren. Diese zusätzlichen keilförmigen, zugeschnittenen Wände bringen den Wind in Zwangsrichtung und werden somit zusätzlich mehrere Windturbinenschaufeln antreiben.

Außerdem kann man in die Windtrichter Umlenkbleche anbringen, die den Wind umlenken, um somit die Turbinenschaufeln gezielt anstrahlen zu können.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn man für Bastler eine Windturbine herstellen kann, die sehr kostengünstig ist, da das Material zum größten Teil aus noch verwendbaren Schrotteilen zusammengesetzt ist.

Diese Vorrichtung besteht aus einen feststehenden Bock.

Auf diesen Boch schweißt man ein kurzes Stück von einer Hinterachse mit Lager und Felgen entweder von einem Personenwagen, LKW oder bei größeren Anlagen das Hinterrad eines Treckers auf den feststehenden Bock auf. Auf diese Felge montiert man die Windturbine, die aus Winkeleisen zusammengesetzt ist. Der Windtrichter und die Wetterfahne werden direkt über die Windturbine gelagert. Angebracht und gehaltert wird diese zweite Drehvorrichtung mit einer Stahikonstruktion, die außerhalb der Turbine auf den gleichen Bock montiert wird. Diese Drehvorrichtung besteht wiederum aus eine Achse, Lager und Felge.

Also benutzt man für diese Windturbine, einmal eine Achse mit Lager und Felge für die Windturbine und eine zweite Achse mit Lager und Felge für die Drehvorrichtung für den Windtrichter und der Wetterfahne (Windrichtungsanzeiger).

Mit dieser Windturbine kann man kleine Generatoren antreiben.