DE3049791A1

DE3049791A1 - Diffusor kaminhutze mit aufwindkraftwerken und mantelstrom-windgeneratoren

Info

Publication number: DE3049791A1
Application number: DE19803049791
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-05
Filing date: 1980-03-05
Publication date: 1983-01-05

Description

Diffusor Kaminhutze mit Aufwindkraftwerken und Mantelstrom-
Windgeneratoren B@SCHRFIBUNG Außenwindkraftwerke sind bisher mit senkrechten Kaminen, meist in zylindrischer Form, vorgeschlagen. Bei Horizontalwind wird der vertikale Luftaustritt am Kaminende, insbesondere bei senkrechtem Diffusoraustritt, durch Abreißen der vertikalen Strörnjng und der in den Kamin hineinpulsierenden Horizontalströmung gestört.
Erfindungsgemäß wird zur Vermeidung dieser Effekte, eine an sich von kleinen Ofenkaminen und Schiffslüftungen bekannte, drehbare Uindhutze vorgeschlagen, die die oben aus dem Kamin tretende Vertikalströmung partiell oder ganz in die horizontale Windrichtung umlenkt. Dabei kann erfindungsgemäß auch ein zusätzlicher Gewinn erzielt werden, indem die Windhutze diffusorfürmig erweitert wird und die horizontale Windgeschwindigkeit durch S@gwirkung am Sindhutzenende bzw. Diffusorende einen größeren luftdurchsatz und dabei eine höhere Leistung des Aufwindkraftwerkes erzeugt.
Erfindungsgemäß kann das Diffusorende oder der Diffusor durch einen tragflügelprofilähnlichen Ring ergänzt oder gebildet werden, der die Diffusorwirkung mit Strömungsenergiezufuhr in die Diffusorgrenzschicht erhöht bzw. die Gefahr des Strömungsabreißens und die Diffusorlänge verrringert. Bei normalen Mantelstrom-Windgeneratoren sind derartige Tragflügelringkonstruktionen bereits vorgeschlagen, jedoch niemals bisher in Verbindung mit Vertikalwindkraftwerken.
Da die Diffusorwindhutze und/oder der bzw. die tragflügelprofilähnlichen Diffussorringe große voluminöse, z. T. auch schwere Bauteile sein können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen.
diese Teile aus aufblasbaren, elastiscilen Schichten Ii erzustellen, die ihre Form durch den Innendruck versteifen und alternativ so leicht sein können, daß sie bei H 2 oder He-Gasfüllung Eigenauftrieb besitzen.
Ein weiterer Erfindungsgedanke bezieht sich darauf, diese voluminösen Bauteile durch Verwendung transparenter Folien weniger sichtbar und umweltschonend auszubilden. Eine Alternative dazu stellt eine äußere transparente und eine innere schwarze Fnlie oder Haut dar, die das Gasvolumen des umschlossenen Raumes bei Solareinstrahlung strafft.
Das gleiche gilt auch für die Turmkonstruktion bzw. den Kamin, der zwar in Schlauchform als Ballon vorgeschlagen wurde, aber noch nicht in transparenten und/oder schwarzen Folien/Häuten außen und innen.
Dabei stellt ein anderer Erfindungsgedanke den Schlauchturm dar, der bei Seitenwind nicht von Seilen senkrecht gehalten wird, sondern sich gerade mit der Windrichtung durch eine gewisse Nachgiebigkeit der Halteseile neigen kann und dadurch den Windkräften weniger Widerstand bietet, da sich auch das Diffusorende in die richtige Horizontalwindlage neigt. Im anderen Fall müßte der Schlauchturm bei starkem Seitenwind und Sturm eingeholt oder stillgelegt werden.
ErfindungemäB könnten die jeweils gegenüberliegenden Halteteile öber Rollen miteinander verbunden werden, so daß sich die entsprechende- Seilverkürzung bzw. Verlänyerung automatisch ergibt.
Das vorgenannte System läßt sich erfindungsgemäß auch z. T. auch auf feste Turmkonstruktionen anwenden.
Eine weitere Variante stellt die Kombination von einem festen zentralen Pfeiler installierten Ring und/oder Diffusoraufsatz, mit einem langen Schlauchgebilde als Kamin dar.
Dabei kann der Schlauch um den Pfeiler herum oder neben dem Pfeiler angeordnet werden.
Eine weitere Idee bezieht sich auf einen festen Turm mit einem flexiblen Turmaufsatz, der sich je nach Windrichtung von allein mit dem Wind neigt und so als Mindhutze und/oder Diffusor arbeiten kann.Dabei kann dieser Turmaufsatz erfindungsgemäß aus flexiblem Material oder z. S. aus ringähnlichen @lementen aufyebaut sein, damit er sich wie ein Bogen nach jeder Seite neigen kann.
Zurückkommend auf die aufblasbaren Windhutzen oder Tragflügelringe, soll vermerkt werden, daß die jeweilige Form der Bauteile !;o gestaltet wird, daß sie einen durch Innendruck sich selbst aussteifenden Körper ergehen. Zum Beispiel könnte der Tragflügel ring in Abweichung vun tier optimalen Profilform am Außen@ ring (normalerweise Profilunterseite) rein oder nahezu zylinririsch sein und z. G. aus nicht dehnbarem Material bestehen.
Der überwiegende Teil des Innenringes dagegen kann aus dehnbarem Material bestehen und sich nach innen wölben (Profilobereite = Unterdruck).
Natürlich kann der Außenring auch konisch aus nicht dehnbarem Material gefertigt werden, aber nicht nach innen gewölbt.
Dr konische Außenring erlaubt beliebig starke Umlenkungen und Erweiterungen des Diffusors, solange die Strömung anliegt iitid nicht ahreißt. Der Tragflügelring kann aus einem oder mehreren Ringen übereinander aufgebaut sein, wobei es wichtig ist, daß z. 8. zwischen den Ringen der inneren Grenzschicht wieder Energie zugeführt wird, damit die Strömung nicht abreißt.
Fig. 1 stellt die bei Schiffen übliche drehbare Windhutze dar, die auf einem Diffusorkamin installiert wird.
Fig. 2 stellt eine Modifikation mit einem zentralen Hohlkörper dar, der ebenfalls von der Umgebungsluft bei Horizontalwind durchströmt wird und die Austauschfläche vergrößert.
Fig. 3 stellt im Prinzip die einfache Windhutze dar, mit einem nachgeschalteten Diffusorring, der als separater Tragflügel ausgebildet wird.
Fig. 4 stellt prinzipiell eine gelenkschlauchähnliche Diffusorwindhutze oder einfache Windhutze dar, die sich je nach Windrichtung über die Gelenkringe zur geweilig windabgewan'Jten Seite neigen kann.
Fig. 5 stellt einen Mantelstrom-Windgenerator mit duppeltem Tragflügelprofil dar. Dabei sind Teile der Ringhälften zylinderförmig ausgeführt, um z. S. einen einfachen, festen Schalenbau oder eine partielle, aufblasbare Membrankonstruktion realisieren zu können.
Fig. 6 zeigt eine Kombination von einer in Bodennähe befindlichen Turbine mit Windeinlauf und einer in großen Höhenwinden gelagerte Windhutze, wobei beide Teile mit einem Kaiiirolr miteinander verbunden sind.
Fig. 7 stellt eine partielle Kombination von Fig. 5 und Fig. 6 dar.
Fig. 8 zeigt ein thermisches Aufwindkraftwerk, welches mit einem flexiblen Turm die jeweilige Windhutze zur windabgewandten Seite neigen kann. Dabei kann der Turm auch eine auftriebserzeugende Schl auchkonstrukt ion sein und die Seilabspannung kann über VerbindungsrollEn und Seile am Boden die Kaminneigung kontrollieren.
Fig. 9 zeigt etwas genauer eine doppelte Diffusorring-Konstruktion, die konische Außenprofile besitzt, die auch aufblasbar gestaltet werden können.
Fig. 10 schließlich zeigt eine detaillierte Ausführung von Fig. 3, jedoch mit doppeltem Diffusorring, konischen Auße@profilen (oder kontur 1 ert --- gestrichelt). Außerdem sind ein sog. Nasenkörper a, ein Schwanzkörper b und Leitbleche c prinzipiell angedeutet, die die Strömung im Windschatten der Windhutze d noch mit ausreichender Wirkung durch die Diffusorringe e und f ohne nennenswerten Strömungsabriß führt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE Windhutze dadurch gekennzeichnet, daß diese am Kaminturm eines Aufwindkraftwerks so installiert ist, daß sie durch Horizontalwind über Sogwirkung Energie aus der Turbine erzeugen kann.
d. Windhutze nach 1. dadurch grskennzrqichnet, daß sie ohne Diffusorwirkung einfach zur Umlenkung des Luftstroms aus Kamin diesem nachgeschaltet wird.
3. Windhutze nach 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Diffusor des Kamins nachgeschaltet wird.
4. Windhutze nach 1. bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß sie selbst eine Diffusorwirkung durch Erweiterung des Strömungsquerschnitts bewirken kann.
5. Windhutze nach 1. bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Strömunyskanal durch die Hutze angebracht ist, der von Horizontalwind durchströmt werden kann.
6. Windhutze nach 1. bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Windhutze tragflügelprofilierte Ringe angebracht sind, die eine Diffusorwirkung hervorrufen oder verstärken.
7. Windhutze nach 1. bis 6. dadurch yekennzeichnet, daß eine gelenkschlauchähnliche Konstruktion des oberen Kaminendes eine nach allen Seiten neigbare Windhutze ermöglicht.
8. Windhutze nach 1. bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß der obere oder ganze Teil des Kamins aus einer flexiblen und/oder aufblasbaren Konstruktion besteht, die sich nach allen Seiten mit der Windhutze neigen kann.
9. Windhutze nach 1. bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Abspannseile über Gelenkrollen am Boden ihre Länge anpassen und die Kaminneigung steuern können.
10. Windhutze nach einem oder mehreren vorgenannten Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusorringe an einem Aufwindkraftwerk oder Mantelstromwindgenerator aus einer aufblasbaren Konstruktion bestehen.
11. Windhutze nach einem oder mehreren vorgenannten Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusorringe an einem Aufwindkraftwerk oder Mantelstromwindgenerator mit zylindrischer oder konischer Außenkontur aufgeführt werden.
12. Windhutze nach einem oder mehreren vorgenannten Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusorringe an einem Aufwindkraftwerk oder Mantelstromwindgenerator an der Innenkontur oder Außenkontur aus einer festen Schale bestehen, jedoch die jeweils zweite Kontur von einer aufblasbaren Membran-Konstruktion gebildet werden.

43, Windhutze nach einem oder mehreren vorgenannten Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusorringe an einem Aufwindkraftwerk oder Mantelstromwindgenerator dadurch am Umfang gleichmäßiger beaufschlagt werden, daß die Windschatten erzeugende Hutze mit Nasen- und Schwanzkörper sowie mit Leitblechen um den Schwanzkörper versehen wird (um nach der Hutze und vor den Diffusorringen eine Strömungsablösung zu vermeiden oder zu reduzieren).