DE3734106A1

DE3734106A1 - Windrad

Info

Publication number: DE3734106A1
Application number: DE19873734106
Authority: DE
Inventors: Alfried Stranz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-10-06
Filing date: 1987-10-06
Publication date: 1989-04-27

Description

Die Erfindung betrifft ein Windrad mit einem schaufel bestückten Rotor.

Die an der Abtriebsseite eines derartigen Windrades ge wonnene mechanische Energie kann entweder direkt zum An treiben von Maschinen und Anlagen verwendet oder in elektrische Energie umgewandelt werden.

Das steigende Bewußtsein, daß die Umwelt vor unnötigen Belastungen geschützt werden muß und das zunehmende Wissen, daß die zur Verfügung stehenden fossilen Brenn stoffe auf der Erde einen endlichen Vorrat bilden und die Gefährdung, die immer noch die Ausnützung der Atom energie mit sich bringt, macht in zunehmendem Maße die Ausnützung der Strömungsenergie der Luft auf der Erd oberfläche - des Windes - interessant und notwendig. Es sind bereits Windradgroßanlagen projektiert worden und zum Teil auch im Betrieb. Seit langen Jahren existieren kleinere Windräder, die entweder direkt für einen mecha nischen Antrieb verwendet werden oder zur Stromerzeugung in entlegenen Gebieten dienen.

Die an hohen Masten montierten Konstruktionen sind sehr aufwendig. Deren Wirkungsgrad ist nicht immer zufrie denstellend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mastfrei montierbares Windrad zur Verfügung zu stellen, das bei gutem Wirkungsgrad Bauausführungen unterschiedlicher Größenordnungen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die technische Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Erfindung wird zunächst ein neuartig und ein fach aufgebauter Rotor geschaffen, der als offener Schaufelkäfig ausgebildet ist. Zwei parallele, im Ab stand voneinander angeordnete Platten, die an einer Rotorwelle montiert sind, können sowohl mit kleinen als auch mit großen Abmessungen mit den dazwischen sich er streckenden Schaufellamellen konzipiert und gebaut werden.

Mit besonderem Vorteil sind zwei starr miteinander ver bundene Teilzylinderwände vorgesehen, die mit Abstand den käfigförmigen Rotor umgeben. Diese Teilzylinderwände bilden zwischen sich eine Lufteinström- und eine Luft ausström-Öffnung. Durch die Teilzylinderwände wird eine besonders effektive Beaufschlagung der Schaufellamellen ermöglicht, die sich nicht radial erstrecken und deren Ebene die Rotorwelle nicht schneidet. Diese Teilzylin derwände sind an der Rotorwelle drehbar gelagert, so daß die von den Teilzylinderwänden gebildete Lufteinström- Öffnung die für einen Betrieb günstigste Stellung gegen über dem herrschenden Wind einnehmen kann.

Mit besonderen Vorteil können die Teilzylinderwände gleiche Umfangswinkel haben. Dabei kann es günstig sein, daß die Teilzylinderwände symmetrisch zueinander mon tiert sind.

Eine Konstruktion mit hohem Wirkungsgrad wird dadurch geschaffen, daß jede Teilzylinderwand einen Winkel von 90° umschließt. Dabei sind die Kanten der Teilzylinder wände in einem Abstand von 90° zueinander angeordnet.

Die Verdrehung der Teilzylinderwände um die Rotorwelle kann in beliebiger Weise erfolgen und gesteuert werden. Eine besonders einfache Steuerung wird dadurch er möglicht, daß an einer Stirnseite der Teilzylinderwände eine Windfahne montiert ist.

Das Windrad kann insbesondere so aufgestellt werden, daß die Rotorwelle senkrecht steht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der fol genden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figur der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht und

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Windrad.

Der Rotor 1 des Windrades weist zwei im Abstand von einander angeordnete kreisförmige Platten 3 auf. Zwischen diesen Platten 3 erstrecken sich Schaufel lamellen 4. Die Breite B dieser Schaufellamellen ist kleiner als der Radius R der kreisförmigen Platten 3. Die Erstreckungsebene der Schaufellamellen 4 schneidet die Rotorwelle 2 nicht. Die Schaufellamellen 4 sind derart ausgerichtet, daß sie zu einem in der Ebene der kreisförmigen Platten 3 konzentrisch liegenden Kreis tangential verlaufen. An der Rotorwelle 2 sind drehbar zwei starr miteinander, beispielsweise über ein Gestänge verbundene Teilzylinderwände 5, 6 gelagert. Beim dar gestellten Ausführungsbeispiel sind diese Teilzylinder wände 5, 6 symmetrisch zueinander angeordnet und umgeben mit Abstand den durch die kreisförmigen Platten 3 und den Schaufellamellen 3 gebildeten käfigförmigen Rotor 1. Diese Teilzylinderwände 5, 6 bilden eine Strömungs leitbahn für die einströmende und die Schaufellamellen 4 beaufschlagende Luft. Beim dargestellten Ausführungs beispiel erstrecken sich die Teilzylinderwände 5, 6 je weils über einen Winkel von 90°. Die Kanten 7 der Teil zylinderwände 5, 6 haben ebenfalls einen Abstand von 90° voneinander. Zwischen den Kanten 7 dieser Teilzylinder wände 5, 6 wird auf der Windanströmseite eine Lufteinström-Öffnung und auf der gegenüberliegenden Seite eine Luftausström-Öffnung gebildet. Mit Vorteil werden die Teilzylinderwände 5, 6 gegenüber dem Wind so ausgerichtet, wie es schematisch in Fig. 2 veran schaulicht ist. Der Pfeil zwischen den Kanten 7 deutet die Anströmrichtung des Windes an.

Die Teilzylinderwände 5, 6 werden im Betrieb derart um die Rotorwelle 2 gedreht, daß der Wirkungsgrad optimal ist. Es können hierzu an sich bekannte Steuerungen vorge sehen werden. Eine einfache Steuerung ergibt sich da durch, daß an der Stirnseite der Teilzylinderwände 5, 6 eine Windfahne 8 montiert wird.

Die von der Rotorwelle 2 abgenommene mechanische Energie kann gegebenenfalls über ein Getriebe für einen direkten mechanischen Antrieb, beispielsweise einer Pumpenanlage oder dergleichen, verwendet werden. Es ist aber auch möglich, in bekannter Weise an die Rotorwelle 2 einen Generator anzukuppeln, mit dem elektrische Energie er zeugt wird.

Claims

1. Windrad mit einem schaufelbestückten Rotor, gekennzeichnet durch

1. zwei im Abstand voneinander an einer Rotorwelle (2) montierte kreisförmige Platten (3),
2. zwischen denen sich Schaufellamellen (4) er strecken, deren
- 2.1 Breite (B) kleiner ist als der Radius (R) der kreisförmigen Platten (3) und die
- 2.2 tangential zu einem in der Plattenebene lie genden konzentrischen Kreis gerichtet sind, und
3. zwei starr miteinander verbundene Teilzylin derwände (5, 6), die mit Abstand den Rotor (1) umgeben, und
- 3.1 an der Rotorwelle (2) drehbar gelagert sind.

2. Windrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- 3.2 die Teilzylinderwände (5, 6) gleiche Um fangswinkel haben.

3. Windrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- - 3.2.1 die Teilzylinderwände (5, 6) symmetrisch zueinander montiert sind.

4. Windrad nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß

- - 3.2.2 die Teilzylinderwände (5, 6) einen Winkel von 90° umschließen.

5. Windrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- - 3.2.3 die Kante (7) der Teilzylinderwände (5, 6) einen Abstand von 90° voneinander haben.

6. Windrad nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stirnseite der Teilzylinderwände (5, 6) eine Windfahne (8) montiert ist.