DE3303532A1

DE3303532A1 - Fluegelrad

Info

Publication number: DE3303532A1
Application number: DE19833303532
Authority: DE
Inventors: Franti&scaron;ek 3509 Morschen Svátek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-03
Filing date: 1983-02-03
Publication date: 1984-08-09

Description

Flügelrad
Die Erfindung betrifft ein Flügelrad, insbesondere zur Energiegewinnung aus strömenden Medien, bestehend aus auf einer Welle angeordneten vom Strömungsmedium beaufschlagten Flächen.
Es sind Windräder bekannt, bei denen die Flügeiflächen auf einer horizontalen Welle angeordnet sind. Damit eine Drehbewegung zustande kommt muß der Flügel einen gewissen Anstellwinkel aufweisen. Dieser Anstellwinkel ergibt sich aus der angenommenen Windgeschwindigkeit und der damit erzielten Umdrehungsgeschwindigkeit.
Der optimale Anstellwinkel hängt mithin von diesen äußeren Bedingungen ab, nämlich in erster Linie von der Windgeschwindigkeit. . Ändert sich die Windgeschwindigkeit, dann muß sich zur optimalen Energieausnutzung auch der Anstellwinkel ändern. Technisch ist dies zwar möglich, bedingt jedoch einen erheblichen Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Flügelrad, insbesondere zur Energiegewinnung aus strömenden Medien zu schaffen, bei dem im wesentlichen der Staudruck des Strörnungsmc diunls ausgenutzt werden kann und mithin \nstellçinkelveränderungen nicht erforderlich sind. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daf <iie Flächen um eine vertikale Welle drehbar sind und um eine horizontal an der Welle angebrachten Achse verschwenkbar sind und daß die Flächen in der energieaufnehmenden Lage fixierbar sind.
Nach einer anderen Ausführungsform sind die Flächen an der horizontalen Achse fest angeordnet, jedoch um 900 versetzt angebracht, wobei die horizontale Achse uni einen gewissen Winkel verdrehbar an der Welle gelagert ist.
Durch die Anordnung der Flächen an einer vertikalen Welle und die Verschwenkbarkeit der Flächen um eine horizontale Achse ist erreicht, daß die in Strömungsriciotung des Strömungsmediums sich bewegende Fläche sich senlcrecht zur Ströumungsrichtung stellt, während die gegen die Strömungsrichtung sich bewegendc Fläche sich horizontal stellt, mithin den geringsten Widerstand bietet, der denkbar ist.
Durch die Senkrechtstellung der Fläche quer zur Strömungsrichtung des Strömungsmediums wird mithin der Staudruck des Strömungsmediums voll ausgenutzt, bohne daß die anderen Flächen einen nennenswerten Widerstand bei der Drehbewegung bieten.
Zwar sind Windmesser bekannt, bei denen an einer vertikalen Welle vom Strömungsmedium beaufschlagte Kugelhalbschalen angeordnet sind. Diese Ausbildung ergibt jedoch bei der Drehrichtung gegen die Strömungsricllturlg einen erheblichen Widerstand selbst bei Ausbildung des energieaufnehmenden Mittels in Form einer Kugelhalbschale.
in der zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen dargestellt.
Fig. 1 zeigt die eine Ausführungsform des Flügelrades von der Seite; Fig. 2 ist eine Ansicht des Gegenstandes gemäß der Fig. l von oben; l'ig. 3 zeigt die andere Ausführungsform des Flügelrades; Fig. 4 ist eine Aufsicht auf den Gegenstand gemäß Fig. 3 Wie Fig. 1 zeigt ist die vertikale Welle mit 1 bezeichniet. An dieser Welle 1 ist eine horizontale Aufnahmeplatte 2 angebracht, an der die horizontalen Achsen 3 sternförmig angebracht sind. Auf dieser horizontalen Achse 3 lagert mit Hilfe der Lager 4 und 5 die Fläche 6. Damit ist die Fläche 6 um die Achse 3 schwenkbar.
Damit in der Anströmrichtung (Pfeil 7) die Fläche 6 die vertikale Lage beibehält, ist an der Achse 3 ein Anschlag 8 angebracht, an den die Fläche mit ihrem daran befestigten Widerlager 9 anschlägt.
In Fig. 2 nimmt mithin die Fläche 6 die energieaufnehmende Lage ein. An der Welle 1 sind darüberhinaus noch weitere Flächen 6a und 6b in der gleichen Weise angebracht. Gelangt die Fläche 6 in die Lage der Fläche Ga, dann verschwenkt die Fläche 6a infolge der Strömungsverhältnisse in die horizontale Lage und bietet mithin dem strömenden Medium den geringsten Widerstand.
Sobald die Fläche Ga bzw. 6b wieder in die energieaufnehmende Lage kommt, wie das die Fläche 6 zeigt, dann verschwenkt die Fläche Ga bzw. 6b wieder in die vertikale Lage und nimmt die Energie auf.
in den t'ig. 3 und 4 ist eine etwas andere Ausführungsform dargestellL. Dort ist eine vertikale Welle 1a vorgeschen. an der mehrere horizontale Lagerrohre 10, 10a fest und kreuzweise übereinanderliegend angebracht sind. In diesem Lagerrohr lagert eine Achse 11, an der um 900 versetzt gegenüberliegend die Flächen 12 bzw.
13 angebracht sind. Gelangt mithin die Fläche 12 in die Anströmrichtung (Pfeil 13), dann nimmt es die vertikale Lage ein, gleidizeitig nimmt aber die gegenüberliegende Fläche 13 die horizontale Lage ein und bietet mithin den geringsten Widerstand gegenüber dem Strömungsmedium. Die anderen an der Welle la angebrachten Flächen 14 und 15 nehmen in der gezeigten Stellung eine mittlere Lage zwischen den beiden Extremstellungen ein.
Auch bei dieser Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die vertikale Lage der energieaufneirnlendeio Fläcl1c 1' fixierbar ist. Das gescloieht mit hilfe eines Widerlagers 14, das an der Achse 11 angebracht ist und das an einen Anschlag 15 anstößt, der an der Welle la angebracht ist.
Damit die energieaufnehmende Lage mit Sicherheit eingenommen wird, ist die Achse 11 oberhalb des Schwerpunktes der Fläche 12 befestigt. Dadurch besteht eine Tendenz zum automatischen Verschwenken der Fläche, wenn die Fläche in die energieaufnehmenden Lage kommt.
Es kann die Achse auch durch den Schwerpunkt der Fläche gelegt werden. In diesem Fall muß mit Hilfe einer mechanischen Verschwenkvorrichtung dafür gesorgt werden, daß die Fläche auch tatsächlich in die energieaufnehmende Lage gelangt. Beispielsweise kann das dadurch geschehen, daß die Achse 11 mit Zapfen 16 versehen ist, die an einer Schraubenfläche 17 entlang laufen und dadurch automatisch ein Verdrehen der Achse 11 bewirken. Dabei muß die Schraubenfläche 17 immer so liegen, daß beim Verschwenken der Fläche in die vertikale Lage auch tatsächlich die Anströmrichtung stimmt. Deshalb kann die Schraubenfläche 17 an einer Dreh-platte 18 angebracht sein, die mit Hilfe einer Windfahne 19 die erforderliche Lage einnimmt (Fig. 6 und 7).
Die Fig. 5 zeigt die Anordnung mehrerer Flügelräder übereinander mit den Flächen 20, 21, 22, 23, 24.

Claims

A n 5 p r ü c h e Flügelrad, insbesondere zur Energiegewinnung aus strömenden Medien, bestehend aus auf einer Welle angeordneten vom Strömungsmedium beaufschlagten Flächen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flächen (6, 6a, 6b, 12, 13, 14, 15) um eine vertikale Welle (1, la) drehbar und um eine horizontal an der Welle angebrachten Achse (3, 11) verschwenkbar sind und daß die Flächen in der energieaufnehmenden Lac fixierbar sind.
2. Flügelrad nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e 1 c 11 10 c t , daß die Flächen an einer horizontalen Achse (11) fest, jedoch um 900 versetzt angebracht sind, wobei die horizontale Achse (11) um einen gewissen Winkel verdrehbar an der Welle gelagert ist.
3. Flügelrad nach Anspruch 2 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Welle (1a) ein oder mehrere horizontale Lagerrohre trägt, in der die Achse (11) mit den versetzt angeordneten Flügeln lagert.
4. Flügelrad nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n ii z e i c h n e t , daß die Fläche im wesentlichen eben ausgebildet ist und eine geringe Dicke aufweist.
3. Flügelrad nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Fixiermittel Anschläge bzw. Widerlager sind, die an der Achse bzw. an der Fläche angebracht sind.
6. F'lügelrad nach Anspruch 1 d a d u r c lo g e k e n n z e i c 11 II e t , daß die Fläche an der Achse oberhalb des Schwerpunktes der Fläche befestigt ist.
7. Flügelrad nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Verlauf der Achse durch den Schwerpunkt der Fläche mechanische Verstellmittel für die Achse vorgesehen sind, z.I3. an der Achse befestigte Zapfen, die an einer Schraubenfläche entlanglaufen.