DE3137966A1

DE3137966A1 - "windenergieerntevorrichtung"

Info

Publication number: DE3137966A1
Application number: DE19813137966
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-09-24
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1983-03-31

Description

"Windenergieerntevorrichtung"
Die Erfindung betrifft eine Windenergieerntevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Windräder, die zur Windenergieernte eingesetzt werden, besitzen den Nachteil, daß sie ständig bezüglich der jeweiligen Windrichtung ausgerichtet werden müssen, um eine optimale Windeinwirkung zu erzielen. Dies führt zu einer komplizierten Aufhängung der Welle und zu einem entsprechenden Aufwand hinsichtlich der Nachführungseinrichtung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Windenergieerntevorrichtung zu schaffen, bei der eine Anpassung an die jeweilige Windrichtung nicht erforderlich ist und die trotzdem auch bei geringen Windgeschwindigkeiten noch arbeitet.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst.
Hierdurch wird erreicht, daß jederzeit wenigstens ein Teil der Lamellen eine Windangriffsfläche bietet, so daß die Vorrichtung auf jegliche Windeinflüsse, d. h. sowohl auf vertikale als auch auf horizontale Windströmungskomponenten reagiert, ohne daß eine Nachstellung entsprechend der jeweiligen Windrichtung und ohne hierfür erforderliche Einrichtungen notwendig sind.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Lamellenanordnungen einzeln oder in Gruppen als auch ineinandergeschachtelt als auch mit unterschiedlicher Gruppierung der Lamellen in den einzelnen Lamellenanordnungen verwendet werden, um beispielsweise als Antrieb für einen Generator zu dienen, wobei dann der von diesem gelieferte Strom anderweitig eingesetzt oder zum Laden von Batterien verwendet wird. Auch können die Vorrichtungen zum direkten Antrieb eines Aggregates dienen. So können die Lamellenanordnungen beispielsweise an einen Mast o. dgl. in einer Vielzahl angeordnet sein und der elektrischen Stromerzeugung oder dem direkten Antrieb eines Getriebes o. dgl. dienen. Außerdem können sie für Werbezwecke und Lichteffekte verschiedenster Art verwendet werden und sind insbesondere geeignet, Meereswind zu nutzen, indem auf dem Meer die Vorrichtungen als Stromerzeuger eingesetzt und der so gewonnene Strom gespeichert und dann an den gewünschten Bestimmungsort gebracht wird. Hierzu kann man schwimmende Tragkörper verwenden, die die Windenergieerntevorrichtungen tragen und zugleich Speichereinrichtungen für elektrische Energie aufweisen, deren Energie dann später den vorgesehenen Verwendungszwecken zugeführt wird.
Zu Lande oder in der Luft können die erfindungsgemäßen Windenergieerntevorrichtungen ebenfalls verwendet werden, indem beispielsweise eine Vielzahl von Lamellenanordnungen an windreichen Orten zum Nutzen von Windenergie eingesetzt werden ,etwa in größerer Höhe o. dgl., oder aber zur Energiegewinnung für Haushalte und Häuser o. dgl. dienen, etwa für Wohnwagen, Wochenendhäuser, Berghütten, Unterstände aller Art, Tierschutzbauten, auch auf entfernten Weiden und der eventuellen Betreibung von Wasserversorgung für Mensch und Tier abseits von bebauten Gegenden, wodurch man auf bisherige Energiequellen zumindestens teilweise verzichten kann.
Die nachteilige starke Abstützung von Windrädern, die diese benötigen, um auch Stürmen standzuhalten, wird erfindungsgemäß wesentlich verringert, da durch die Rotation der Lamellen die auftreffenden Luftströme ihrer Energie im wesentlcihen zu berauben.
Hierzu sind keine besonderen aerodynamisch ausgewogenen Propeller o. dgl. notwendig, vielmehr ergibt sich durch die Verwendung der Lamellenanordnungen eine äußerst einfache Konstruktion.
Die Lamellen können hierbei in einer Lamellenanordnung selbst bereits unterschiedlich sein, z. B.
können abwechselnd schmalere und breitere Lamellen und solche, die in unterschiedlichen Winkeln zueinander angebracht sind, verwendet werden.
Außerdem können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen als Schallbrecher Verwendung finden, etwa an Autobahnen und an verkehrsreichen Wegen, an denen man sonst Schallschutzwände errichtet, um den Schall besser zu dämpfen. Außerdem lassen sich hierbei durch unterschiedliche Farbzusammenstellungen der Lamellen Werbeeffekte erzielen, die durch Lichteffekte gesteigert oder ergänzt werden können. Das hierbei verwendete Licht kann mit Hilfe der von den Vorrichtungen erzeugten Energie erzeugt werden.
Auch kann die hiermit erzeugte elektrische Energie gespeichert und für andere Anwendungszwecke verwendet werden, etwa zu Beleuchtung, Heizung und Lüftung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine erste Ausführungsform einer Windenergieerntevorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt ausschnittweise eine weitere Ausführungsform einer Windenergieerntevorrichtung; Fig. 3 zeigt eine Ansicht längs der Linie III-III von Fig. 2; Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Windenergieerntevorrichtung teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt; Fig. 5 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Windenergieerntevorrichtung im Zusammenhang mit einem Schwimmkörper.
Fig. 1 zeigt einen windbetriebenen Antrieb als Windenergieerntevorrichtung, der eine Welle 1 und zwei Halteringe 2 umfaßt. Zwischen den beiden mit Abstand zueinander befindlichen Halteringen 2 ist eine Vielzahl von Lamellen 3 angeordnet, die mit ihren freien Enden benachbart zueinander außen umfänglich zu den Halteringen 2 befestigt sind. Die Lamellen 3 sind in Längsrichtung der Welle 1 angeordnet und streifenförmig sowie nach außen ausgewölbt. Wenigstens einer der Halteringe2 ist mit der Welle 1 fest verbunden, während der andere auf der Welle 1 verschiebbar angeordnet sein kann, so daß dann bei Verwendung genügend flexibler Lamellen 3 bei entsprechender Windbeaufschlagung diese infolge Zentrifugalkrafteinwirkung von der tonnenförmig ausgewölbten Ausgangsform (durchgezogen dargestellt) in die gestrichelt dargestellte mehr elipsoide Form übergehen. Die Welle 1 kann mit einer (nicht dargestellten) Führung etwa einer Nut, für den verschiebbaren Haltering 2 (der beispielsweise einen Ansatz aufweist, der in die führende Nut der Welle 1 eingreift) versehen sein. Gegebenenfalls kann eine Rückstellfeder 4 vorgesehen sein, mit der der verschiebbare Haltering 2 in seine Ausgangsstellung vorgespannt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Halteringe 2 aus dünnen plattenförmigen Ringen 2a mit einem hülsenförmigen Innenteil 2b zur Befestigung bzw. zum Gleiten an bzw. gegenüber der Welle 1 und einem hülsenförmigen Außenteil 2c, an dem die Lamellen 3 befestigt sind. Der Außenteil 2c verläuft hierbei vorzugsweise schräg nach außen entsprechend der Wölbung der Lamellen 3 im (durchgezogen dargestellten) Ausgangszustand. Die Lamellen 3 sind beispielsweise mit den Außenteilen 2c durch Nieten 6 verbunden und/oder verklebt.
Die Lamellen 3 können beispielsweise aus einem Schlauch- oder Rohrabschnitt hergestellt werden, er mit entsprechenden Längsschlitzen versehen und anschließend auf den Halteringen 2 befestigt wird. Die Halteringe 2 werden dann auf der Welle 1 in ihrer Ausgangsposition beispielsweise mit Hilfe von Spreizringen 7 befestigt, so daß die Lamellen 3 in der Ausgangsstellung tonnenförmig ausgewölbt sind. Die Lamellen 3 können auch einzeln angebracht werden und ferner können sie aus einem derart flexiblen Material bestehen, daß sie ohne Windbeaufschlagung schlapp herabhängen, so daß sie erst bei leichter Windbeaufschlagung die in Fig. 1 durchgezogen dargestellte Position und bei stärkerer Windbeaufschlagung schließlich die gestrichelt dargestellte Position einnehmen.
Die Welle 1 ist mit einem hiervon anzutreibenden Aggregat 5, etwa einem Generator o. dgl. verbunden.
Die Welle 1 kann auch als Hohlwelle ausgebildet sein, die einen feststehenden Schaft (nicht dargestellt) umgibt und gegenüber diesem über Wälzlager drehbar gelagert ist.
Lamellen 3 aus einem derart flexiblen Material, daß sie im Zustand ohne Windbeaufschlagung schlapp herabhängen, haben den Vorteil, daß sie für den Transport leicht zusammengefaltet und ferner leicht ausgewechselt werden können.
Gemäß der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsform sind die Lamellen 3 schräg zum Umfang der Welle 1 angestellt, wobei die Lamellen 3 zwischen zwei benachbart zueinander angeordneten Halteringen 8a und 8b eingeklemmt sind. Die Halteringe 8a, 8b werden auf der Welle 1 mit Hilfe von Sprengringen 7 gehalten und befinden sich in kraftschlüssigem Eingriff mit der Welle 1 etwa über Ansätze 9, die in entsprechende Nuten 10 der Welle 1 eingreifen.
Die Lamellen 3 sind an ihren freien Enden mit Wülsten 11 versehen, die in entsprechende Schlitze 12 im Haltering 8a zur Verankerung der Lamellen 3 eingelegt sind.
Die Schlitze 12 sind dabei schräg zum Umfang der Welle 1 angestellt.
Wie sich ferner aus Fig. 2 ergibt, können mehrere Anordnungen von Lamellen 3 ineinandergeschachtelt vorgesehen sein, die sämtlich zur Drehung der Welle 1 bei Windbeaufschlagung beitragen. Gegebenenfalls können jedoch auch zwei konzentrische Wellen vorgesehen sein, auf die jeweils eine andere Lamellenanordnung einwirkt, wobei die beiden Wellen zum Antrieb unterschiedlicher Aggregate dienen. Außerdem brauchen die ineinander verschachtelten Lamellenanordnungen nicht vom gleichen Typ zu sein. So können Lamellenanordnungen der Ausführungsform von Fig. 1 und Fig. 4 o. dgl. miteinander kombiniert werden.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Lamellen 3 mit einer Versteifungseinrichtung 13 versehen sind, die aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Stangen 13a, 13b besteht, wobei die Versteifungseinrichtung 13 im Anlenkpunkt der beiden Stangen 13a, 13b jeweils mit der zugehörigen Lamelle 3 verbunden ist. Die freien Enden der Stangen 13a, 13b sind auf der Innenseite der Halteringe 2 gelenkig befestigt. Ansonsten unterscheidet sich diese Ausführungsform von derjenigen von Fig. 1 nur dadurch, daß die Feder 4 sich nicht zwischen den beiden Halteringen 2 streckt, sondern im mittleren Bereich der Welle 1 über ein Element 14, das mit der Welle 1 verbunden ist, abgestützt wird. Die Position, die bei starker Windbeaufschlagung angenommen wird, ist gestrichelt dargestellt.
Benachbarte Lamellen 3 können, ob sie in Umfangsrichtung zur Welle 1 oder schräg hierzu angestellt sind, im mittleren Bereich federnd miteinander verbunden sein. Auch können die Lamellen 3 federnd mit der Welle in ihrem mittleren Bereich verbunden sein.
Fig. 5 zeigt schematisch ein anzutreibendes Aggregat 5, beispielsweise einen Schwimmkörper, der mit zwei übereinander angeordneten Antrieben 15 versehen ist, die verschiedene Lamellenanordnungen aufweisen, die ggf. zusätzlich ineinandergeschachtelt sind. Die Antriebe 15 können als direkte oder indirekte Antriebe dienen.

Claims

Ansprüche Windenergieerntevorrichtung mit einer Welle zum Antrieb eines nachgeschalteten Aggregats, etwa eines Generators o. dgl., wobei auf der Welle eine Vielzahl von Windangriffsflächen aufweisenden Antriebselementen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente als Lamellen (3) ausgebildet sind, die ringförmig um die Welle (1) angeordnet und zumindestens bei Windbeaufschlagung nach außen ausgewölbt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (3) aus flexiblen Material bestehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (3) ohne Windbeaufschlagung schlapp herabhängend sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (3) an mit der Welle (1) verbundenen Halterungen (2; 8a, 8b) befestigt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Halterungen (2; 8a, 8b) zum Verändern der Auswölbung verstellbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Halterung (2; 8a, 8b) zum Verändern der Auswölbung selbsttätig durch Windbeaufschlagung verstellbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Halterungen (2; 8a, 8b) eine Druckfeder (4) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (3) aus einem mit Längsschlitzen versehenen Schlauch-oder Rohrabschnitt bestehen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (3) zum Umfang der Welle (1) schräg angestellt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Lamellen (3) untereinander federnd verbunden sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (3) mit der Welle (1) federnd verbunden sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sätze von Lamellen (3), von denen der eine den anderen umgreift, vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) eine Hohlwelle ist, die auf einem feststehenden Schaft gelagert ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von über- und ineinander angeordneten Sätzen von Lamellen (3) mit einer oder mehreren Wellen (1) und mit einem oder mehreren damit verbundenen und angetriebenen Aggregaten (5) auf einem insbesondere schwimmfähigen Tragkörper (15) angeordnet sind.