DE369942C - Horizontales Windrad - Google Patents

Description

• Horizontales Windrad. Die Ausführungsformen horizontaler Windrädergliedern sich in drei Gruppen: Gruppe a) .die sogenannten Panemoren, welche dem Wind abwechselnd die konkave und konvexe Flügelseite bieten, Gruppe b) :die sogenannten Windturbinen mit, den Wasserturbinen nachgebildeten, an der Triebwelle starr befestigten Schaufeln, Gruppe ) idie iWindräder mit an horizontaler Achse beweglichen Flügeln, die dem Wind bei der Umdrehung um.scJhichtig .d:ie volle Fläche und die schmale Kante bieten.
• Alle drei Gruppen haben sich Ibis jetzt, :obwohl jede einzelne gewisse,Vorzüge besitzt, nicht gegen das )bekannte vertikale Windrad in seinen verschiedenen Abarten. .durchsetzen können.
• D iennoch @drängt @die Notwendigkeit dazu, das wegen seiner ;großen Raumbeanspruchung nicht überall verwendbare Vertikalrad durch eine geschlossene Win dradbauweise von ,geringerem Raumbedürfnis und- geringeren Ansprüchen auf (bauliche Lage und Ausiführungskosten lau ersetzen.
• Bekanntlich zeigen I-Ilorizontalwindräder der Gruppe :c den Nachteil, daß )der Wind in den Zwischenlagen der Steuerwelle, etwa d.5° gegen @die Windrichtung, während. des Steuerwechsels, auf die noch rückwärts liegende Schaufel bremsend, wirkt.
• Diese Bremswirkung wird durch die Einschaltung einer starren »Windileite« aufge= hoben, welche zwischen den Schaufelpaaren des Windrades angeordnet ist. D a das Horizonta4.rad w@on jeder beliebigen Seite vom Winde angesprochen werden soll, wird die Windleite kreisförmig ausgeführt; sie bildet dann einen Zylinder oder Kegelstumpf, welcher die vertikale Triebwelle des Horizontalrades ummantelt.
• Der entscheidende Einfluß :der Windleite auf die ,gute Wirkung des Horizontalrades besteht darin, ,daß :der Winidldrudk in den sogenannten )Spaltungspunkten A . . . B :der Aibb. 2 des in die Stromrichtung fallenden Kreisdurchmessers, wo sich der Luftstrom teilt, Punkt A bzw. im. Punkt B, wio er sich wieder vereinigt, das. Maximum erreicht, während seine Geschwindigkeit auf das Minimum sinkt, . daigegenwächst am, jeweiligen Äquator des .Kreises bzw. Zylinders die Luftgeschwindigkeit. auf ein Maximum an.. Da aber die Achse des jeweilig :der Windrichtung entgegengerirhteten Flügels immer in -die Verlängerung des Äquators :dieses Kreises fällt (vgl. g"', Abb-. 2) so erfährt dessen Arbeitsvermögen eine wesentliche Steigerung, da die am Äquator,auf -.das Maximum gesteigerte Geschwindigkeit des Luftstromes auf der Flügelfläche g"' wieder in Druck umgesetzt wird.
• Da im Spaltungspunkt B wieder Druck, aber keine Geschwindigkeit herrscht, welche .den :Steuerwechsel der umschaltenden Flügel nachteilig beeinflussen könnte, so ist hiermit der entscheidende Einfluß der Windleite auf die .gute @Wirkuung )des Horizontalrades hinreichend erklärt, An dem der Erfindung beigegebenen Ausführungsmodell lassen sich diese Angaben leicht nachprüfen.
• Die Ausführung der Windleite inmitten der Schaufelpaare in Form eines Kegelstumpfes wirkt außerdem auch begünstigend auf eine wirbelartige Ableitung des ankommenden Windes nach oben. Hierdurch wird die Zeitdauer seiner Einwirkung auf die getriebene Schaufel vermehrt, weil der Stoß dies Windes auf ,die Schaufeln nicht mehr rein tangential verläuft, sondern in etwas kreisender Richtung.
• Ist auf diese Weise nun eine wirksame Windkraftmaschine igeschaffen, «-elche die bekannten Nachteile der senkrechten Windräder, wie deren enormen Zupfendruck, ;die fortwährende Umstellung nach der wechselnden Windrichtung tisw. vermeidet, so kommt noch als ausschlaggebend für die Überlegenheit der neuen Kraftmaschine ;hinzu, daß die nachteilige rivindzertrennende wirbelbildende Eigenschaft des Traggebäudes oder Traggerüstes und der Einzelschaufeln der gewöhnlichen vertikalen Windräder bei idem neuen Windrad dank der zwischen den Schaufeln angeordneten geschlossenen Windleite aufgehoben .und in einen technischen Vorteil verwandelt ist.
• Außerdem bildet der durch die Einsolialtung dieser -Windleite zwischen die Schaufelpaare geschaffene Hohlraum bei hinreichend großer Ausführungsform des Windkraftmotors einen nutzbaren Arbeits- und 1Iaschinenraum. .auch läßt er sieh zweckdienlich als Hochwasser- oder Druckluftbehälter für das vom Windrad geförderte Wasser, Preßl@uft usw. 'benutzen.
• Selbst der Architektur bietet diese Bauweise ein neues anregendes Zwec!l,#moti@v für die Ausführung mit Windkraftmotoren ausgestatteter Landhäuser und gewerblicher Betriebsräume.
• Eine der verschiedenartig .möglichen Ausführungsformen ist in Abb. i im @clinitt !clarg estellt.
• Die Windleite i tilinmantelt die Treib-,welle 2, welche von dein Drucklager 3 gestützt und von dein Führungslager d. und .f' geführt ist.
• Eine Trägerlkonstruktion 5, welche gleichzeitig zur Versteifung der Windleite ;beiträgt, stützt das Drucklager 3 -und Führungslager .f. Die Triebwelle 2 ist starr mit dem Kreuzhaupt 6 verbunden, welches Träger ödes Führungslagers 7, 7 für die darin pendelnden Steuerwellen. 8, 9 ist. Die Flügel oder Schaufeln 9, 9', 9", 9` sind in bekannter Weise gegenseitig winkelrecht versetzt, starr an den Steuerwellen 8, 8 befestigt. Eine als Schutzdach des Motors dienernde Haube io wird; -gleichfalls von Kreuzhaupt 6 getragen, läuft also mit um.
• Ab@b.2 zeigt eine Draufsicht, welche zugleich die richtende und @bestänmende Wirkung der Win:rlleite i auf die Druckstrahlen des Windes zeigt.
• A und 13 sind d ie vorerwähnten Spaltungspunkte des durch Pfeile eingezeichneten Luftstromes und damit auch die Druckmaxima, die Punkte C und D .die Geschwindigkeitsmaxima. Die Flügel 9 und 9' befinden sich in der gegebenen Stromlage im Steuerwechsel Flügel 9" ist der ausgeschaltete, 9` der in den Luftstrom eingeschaltete Flügel.
• Da das neue Windrad außerdem keine weit ausladenden Steuerfahnen besitzt, "können ganze Reihen solcher Windräder in. der Linie der seltensten Windrichtung dicht hintereinander aufgestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, große U'indkraftzentralwerke für bedeutende Leistungen zu. schaffen, welche vor den Großwasserkraftwerken viele Vorzüge .'haben.
• In Abb. 3 ist ein solches Windkraftzentraliverk auf einem Berg bzw. Höhenrücken schematisch angedeutet.

Claims (2)

1. PATENT AxSPR$CI1E: i. Horizontales Windrad, dessen Windflügel während ihres Umlaufes derart (gedreht werden, @daß sie an zwei diametral genüberliegenden Orten der Kreisbahn dem ankommen:len Winde die schmale Kante oder die ganze Fläche darbieten, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen d en Flügelpaaren eine starre Windleite angeordnet wird, welche auf die jeweils im Steuerwechsel befindlichen Flügel eine schützende .Schirmwirk-ung ausübt.
2. 2. Horizontales Windrad nach Anspruch i, dadurch gek ennoeichnet, daß die Windleite die Form eines Zvlinders erhält, welcher rlie vertikale Triebwelle des Horizontalrades ulmmantelt. 3. .Horizontales Windrad nach Anspruch@ i und 2, dadurch ,ge'k ennzeichnet, :_laß die Wind leite ganz oder teilweise als Kegelstumpf ausgeführt wird um gleichzeitig einen Teil des Luftstromes in eine nach. oben abfließende Wirbelbewegung aufzulösen.