DE3742738A1

DE3742738A1 - Vorrichtung und verfahren zur ausnutzung von windenergie als windpaddelpumpe

Info

Publication number: DE3742738A1
Application number: DE19873742738
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Lohse
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1989-07-06

Description

Die Erfindung betrifft eine Windpaddelpumpe zur Ausnutzung der Windenergie. Die Anwendbarkeit erstreckt sich auf indus trielle, gemeinnützige wie auch private Zwecke.

Der Zweck der Erfindung: Die Ausnutzung der umweltfreundlichen Windenergie mittels der gesamten Winddruckfläche, sowie die Speicherung der genutzten Energie.

Es ist bekannt, daß zur Ausnutzung der Winde Windturbinen, Windmühlen oder Segel eingesetzt werden.

Bei Windturbinen wird in erster Linie die Windgeschwindigkeit genutzt, aufgrund der kleinen Windangriffsflächen ist die Aus nutzung der Druckenergie jedoch gering.

Bei Segeln ist die Nutzung des Flächendruckes zwar groß, bleibt aber allgemein nur dem Antrieb von Schiffen und Fahrzeugen vorbehalten.

In beiden Fällen wird jedoch eine Speicherung der Energie nicht erreicht, das heißt, wenn der Wind ausbleibt ist auch die Ener gieleistung erschöpft.

Weiterhin ist bekannt, daß Windkräfte mittels Windwiderstands körper eingefangen und letztere durch gesteuerte Klappen bewegt werden. Diese Bewegung wird dann über Gestänge auf Hydraulik zylinder übertragen und kann von da einem Verbraucher zur Spei cherung zugeführt werden (F03D5/06 P 32 23 177).

Hier ist die Winddruckausnutzung jedoch nur von der Klappen größe und deren Öffnungsdauer abhängig, während der größere Windwiderstandskörper eine fast ständige Auslenkung des Ge stänges bewirkt, die sich dann nicht mehr in Bewegungsenergie umsetzen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung des Winddruckes eine Leistung zu erbringen die potentielle Energie speichert und auf deren Speicher man im Bedarfsfall jederzeit zurückgreifen kann. Darüber hinaus soll die Erfindung bei allen Windstärken funktionstüchtig sein und eine einfache sowie zer störungsunanfällige Konstruktion aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein an einem Mast in stalliertes, drehbares Paddel gelöst. Dabei wirkt der Mast als Pumpenschwengel. Die Hebelkraft wirkt auf Hydraulikzylinder, die wechselwirkend Flüssigkeit (Wasser) ansaugen und pumpen. Aufgrund des durch die Hebelwirkung entstehenden hohen Druckes kann die Flüssigkeit in einen Speicher gepumpt, oder einem Verbraucher zugeführt werden.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch das Drehen des Paddels um 90 Grad der Luft widerstandswert von Cw 1,3 auf etwa Cw 0,1 abfällt. Dadurch entsteht bei laufender Drehung eine hohe Pumpfrequenz, da bei Abfall des Luftwiderstandes eine entsprechend ausgelegte Feder die Rückstellung des Hebels besorgt und durch den gekoppelten 2. Hydraulikzylinder auch beim Rückhub eine Förderleistung erbracht wird.

Die auf eine geodätische Höhe (H geo.) gebrachte Flüssigkeit kann von da beispielsweise wieder herabfallend in Strömungs maschinen und Generatoren in Elektrizität umgewandelt werden.

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt eines Windpaddels mit Drehantrieb mittels Windschalenkreuzrotor, den im un teren Teil angeordneten Kolbenpumpen mit einseitiger Federrückstellung, sowie angedeuteten Speicherbecken,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des Windpaddels im senk rechtem Querschnitt (größerer Windwiderstandswert) mit anderer Pumpzylinder- und Motoranordnung.

Bei allen Ausführungsformen ist das Windpaddel (1) am oberen Teil des als Mast ausgebildeten Hebels (2) zentrisch gelagert wie in Fig. 1 dargestellt, mittels Planetengetriebe (3), dessen Antriebsleistung von einem windgetriebenen Schalenkreuzrotor (4) zentrisch eingeleitet wird. Die Drehung kann aber auch wie in Fig. 2 dargestellt, mittels einem mit Fremdenenergie gespeisten, gesteuerten Regelmotor ausgeführt werden.

Gerät das Paddel (1) mit seiner Breitseite in den Wind, so wird der Hebel (2) um den Drehpunkt (5) geschwenkt. Die am Hebel be festigte Pleuelstange (6) überträgt die durch die Hebelwirkung verstärkte Kraft auf den Kolben (7), dieser wirkt auf die Feder (8), die je nach Windkraft stärker oder schwächer gespannt wird und drückt gleichzeitig die im Zylinder (9) befindliche Flüssigkeit über das Auslaßventil (10) in die Steigeleitung (11) zum Speicher oder Verbraucher. Gleichzeitig bewegt sich der im Zylinder (12) befindliche Kolben (13), der mit einer Pleuelstange ebenfalls mit dem Hebel (2) verbunden ist und im Zylinder wird über das Einlaß ventil (14) Flüssigkeit angesaugt. Indem sich nun das Windpaddel weiterdreht, gerät es mit seiner Schmalseite in den Wind, so daß die Windkraft erheblich nachläßt. Der Hebel wird nun von der ge spannten Feder (8) wieder gegen die Windrichtung gedrückt und der Kolben (7) im Zylinder (9) saugt über das Einlaßventil (15) wieder Flüssigkeit an, während gleichzeitig die im Zylinder (12) befind liche Flüssigkeit über das Auslaßventil (16) in die Steigelei tung gedrückt wird. Durch weiteres Drehen des Windpaddels kommt die Breitseite wieder in den Wind und der Pumpvorgang wieder holt sich und sofort.

Claims

1. Vorrichtung und Verfahren zur Ausnutzung von Windenergie mittels deren Übertragung über ein Hydrauliksystem zu den Energieverbrauchern und dortiger Anwendung, dadurch ge kennzeichnet, daß ein zentrisch um seine senkrechte Achse drehbar gelagerte Paddel (1) am oberen Teil eines als Hebel (2) ausgebildeten Mast befestigt ist und anfallende Windkraft mittels Hebelübersetzung auf den Hydraulikzylin der (9) überträgt und über die Steigeleitung (11) an den Verbraucher weiterleitet.

2. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Windkraft zum Teil in der Feder (8) gespeichert wird, so daß sich beim Drehen des Windpaddels mit der Schmalseite in die Windrichtung, der Hebel mit dem Paddel sich gegen die Windrichtung bewegt und dabei auf den Hydraulikzylinder (12) wirkt, von da sie über die Steigeleitung an den Verbraucher weitergeleitet wird.

3. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Windpaddels über ein Getriebe (3) erfolgt, dessen Antriebsleistung von einem windgetriebenen Rotor (4) eingeleitet wird.

4. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Windpaddels mittels eines regelbaren Getriebemotores (17) mit Fremdenergie leistung ausgeführt wird, um eine den Windverhältnissen entsprechend optimale Anpassung zu erreichen.

5. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Steuerung des Mediumstromes benötigten Ventile (10/14/15 u. 16) steuerbar sind.

6. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ventile zur Steuerung des Mediumstromes als Kugelrückschlagventile ausgebildet sein können.

7. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung des Hydrau likteiles oberhalb, unterhalb oder auch seitlich des Hebeldrehpunktes (5) sein kann. Im letzterem Fall muß der Hebel als Winkelhebel ausgebildet sein.

8. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die normalerweise flache Paddelform im oberen und unterem Teil auch konkav (Fig. 2) ausgebildet sein kann, wodurch ein größerer Luftwider stand erreichbar wird.