DE3139476C2

DE3139476C2 - Windkraftmaschine

Info

Publication number: DE3139476C2
Application number: DE3139476A
Authority: DE
Inventors: Juan Herbesthal Braun
Original assignee: Individual
Current assignee: BRAUN, JEAN, 5100 AACHEN, DE
Priority date: 1981-10-03
Filing date: 1981-10-03
Publication date: 1986-01-09
Also published as: DE3139476A1

Abstract

Windkraftvorrichtung mit vom Wind beaufschlagten Flächen (1), die über eine anliegende Windkraft in Rotation versetzt werden kann. Zur Unterstützung insbesondere zum Ausgleich der Rotation, z.B. bei schwankenden Windstärken, ist eine Hilfsantriebseinrichtung (7, 8; 9, 10) vorgesehen, die rotierende Magnetfelder erzeugt, die eine zusätzliche Antriebskraft an die Windkraftvorrichtung legen.

Description

40

Die Erfindung betrifft eine Windkraftmaschine mit einem Rotor, der vom Wind beaufschlagbare Flächen aufweist und Ober eine daran anliegende Windkraft um seine Achse in Drehung versetzbar ist, und mit einer Kraftübertragungseinrichtung, die die Drehkraft des Rotors auf eine durch die Kraftmaschine zu betreibende Einheit überträgt

Eine derartige Windkraftmaschine ist aus der CH-PS 74 048 bekannt. Bei dieser bekannten Windkraftmaschine bildet der Rotor die Welle eines üblichen Wechselstromgenerators, um durch Ausnutzung der Windkraft elektrische Energie zu erzeugen.

Windkraftmaschinen, die vom Wind beaufschlagbare Flächen aufweisen, sind als Windräder, Windmühlen, Windturbinen, Propeller und ähnliche Vorrichtungen bekannt. Diese Kraftmaschinen können beispielsweise zur Erzeugung von elektrischer Energie oder als Antriebsvorrichtung verwandt werden.

Aufgrund der bremsenden Funktion der von einer derartigen Windkraftmaschine zu betreibenden Einheit kommt der Rotor bei abflauendem Wind zum Stillstand. Unterschiedlich starke Windaufkommen führen weiterhin dazu, daß der Lauf der Windkraftmaschine instabil wird, d. h. die Drehzahl des Rotors schwankt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Windkraftmaschine der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine Stabilisierung der Drehung des Rotors bei abflauendem Wind oder schwankenden Windstärken möglich ist

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch wenigstens einen Hilfsantrieb für den Rotor gelöst, der von elektrischen Magnetspulen und von diesen gegenüberliegenden Magneten gebildet ist, die jeweils stationär und mit dem Rotor drehbar angeordnet sind, wobei die von den Magnetspulen und Magneten erzeugen Magnetfelder abwechselnd so gerichtet sind, daß sie bei Drehung des Rotors zusätzliche Antriebsimpulse für den Rotor liefern.

Bei der erfindungsgemäßen Windkraftmaschine ist es somit möglich über den Hilfsantrieb bei schwankenden Windstärken oder bei einem abflauenden Wind beispielsweise unter eine bestimmten Windstärke Antriebsimpulse auf den Rotor zu übertragen. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, daß bei abflauendem Wind der Rotor vollständig zum Stillstand kommt was den Vorteil bietet, daß ein Wiederanlaufen des Rotors bei zunehmender Windstärke aus dem sich noch drehenden Zustand leichter ais aus dem vollständigen Stillstand ist

Besonders bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Windkraftmaschine sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 6.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben:

F i g. 1 zeigt in einer Längsschnitt- und einer Teilquerschnittsansicht ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Windkraftmaschine.

F i g. 2 zeigt in einer Längsschnitt- und einer Teilquerschnittsansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Windkraftmaschine.

F i g. 3 zeigt in einer Längsschnitt- und einer Teilquerschnittsansicht noch ein Ausführungsbeispiei der erfindungsgemäßen Windkraftmaschine.

F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Anordnung der Magnete des Hilfsantrieb·; an Propellerflügeln.

F i g. 5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht und in einer Draufsicht die Ausbildung von nicht rotationssymmetrischen Magnetfeldern des Hilfsantriebes.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Windkraftmaschine ist ein abgerundeter Hohlkörper vorgesehen, der sich frei um eine eigene Achse drehen kann und mit verstellbaren außen angebrachten Windbeaufschlagungsflächen versehen ist Dieser Hohlkörper wird in seiner Drehung durch einen Hilfsantrieb unterstützt Dieser Hilfsantrieb aus elektromagnetischen Spulen und zugeordneten Elektromagneters kann im Inneren des rotierenden Hohlkörpers oder an der Außenseite des Hohlkörpers vorgesehen sein. Die Magnetfelder des Hilfsantriebes können rotationssymmetrisch oder nicht rotationssymmetrisch so verlaufen, daß sie zusätzliche Antriebsimpulse auf den Hohlkörper ausüben.

Beispielsweise können in der in F i g. 4 dargestellten Weise Propellerflügel an Elektomagneten so vorbeigeführt werden, daß Impulse als Hilfsantriebsimpulse übertragen werden können,

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Windbeaufschlagungsflächen 1 schräg angeordnet, wobei diese Flächen sowohl starr als auch mit verstellbarem Winkel angeordnet sein können. Die Achse 2 des Rotors ist an einem Ende beispielsweise mit einem Generator oder einem elektrischen Energiespeicher verbunden. Eine Magnetanordnung 7, 8, 9, 10 bildet einen Hilfsantrieb, um Impulse als Hilfsantriebsimpulse

auf den Rotor zu übertragen.

Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiei dadurch, daß an beiden Enden der Rotorachse ein Hilfsantrieb jeweils vorgesehen ist.

Wie es in F i g. 3 dargestellt ist, können die Magnete des Hilfsantriebes auch im Innenraum der Windkraftmaschine vorgesehen sein.

F i g. 4 zeigt schließlich eine Anordnung der Magnete des Hilfsantriebes in bezug auf eine Windkraftmaschine mit Propellerflügeln.

F i g. 5 zeigt eine nicht rotationssymmetrische Ausbildung der Magnetfelder 5 und 5a des Hilfsantriebes. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an einer Drehachse 1 ein Generator 2 angebracht Die Windbeaufschlagungsflächen 3 und 5 sind verstellbar.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Windkraftmaschine mit einem Rotor, der vom Wind beaufschlagbare Flächen aufweist und über eine daran anliegende Windkraft um seine Achse in Drehung versetzbar ist, und mit einer Kraftübertragungseinrichtung, die die Drehkraft des Rotors auf eine durch die Kraftmaschine zu betreibende Einheit überträgt, gekennzeichnet durch wenigstens einen Hilfsantrieb (7,8,9,10) für den Rotor, der von elektrischen Magnetspulen und von diesen gegenüberliegenden Magneten gebildet ist, die jeweils stationär und mit dem Rotor drehbar angeordnet sind, wobei die von den Magnetspulen und Magneten erzeugten Magnetfelder abwechselnd so gerichtet sind, daß sie bei Drehung des Rotors zusätzliche Antriebsimpulse für den Rotor liefern.

2. Windkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzacanet, daß der Hilfsantrieb (7,8,9, JO) im Inneren des ais Hohlkörper ausgebildeten Rotors vorgesehen ist

3. Windkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor Flügel aufweist, an deren Enden die mit dem Rotor drehbaren Magneten vorgesehen sind.

4. Windkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Rotorwelle jeweils ein Hilfsantrieb vorgesehen ist

5. Windkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet du.ch einen Energiespeicher, der an die Kraftübertragungseir>nchtun,T angeschlossen ist und die elektrische Energie zur Versorgung des Hilfsantriebes (7,8,9,10) liefert

6. Windkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelder nicht rotationssymmetrisch zur Rotorachse verlaufen.