DE4015225A1

DE4015225A1 - Wind wheel or water wheel

Info

Publication number: DE4015225A1
Application number: DE4015225A
Authority: DE
Inventors: Kurt Buresch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1990-05-11
Publication date: 1990-12-06

Abstract

The wheel and the vane are rotatably located on an arm of a lever. The lever is connected with a shaft for power take-off and to a further wheel. The two wheels are rigidly coupled to one another by a gear. The gear is formed as a chain wheel gear, a gearwheel gear or a cone gearwheel gear with king shafts located on the arms. The further wheel is pivotably fixed to a column.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine von einem Fluid ge triebene Kraftmaschine, vorzugsweise ein Windrad, mit wenigstens ei nem um eine Achse drehbaren Flügel, mit dem ein Rad verbunden ist.The present invention relates to a ge of a fluid driven engine, preferably a wind turbine, with at least one egg wing rotatable about an axis to which a wheel is connected.

Solche Windräder sind allgemein bekannt, sie sind als Stirnwindräder ausgebildet und so ausgerichtet, daß die Windrichtung mit der Dreh achse fluchtet. Durch diese Bauweise ergibt sich eine relativ große Erstreckung des Windrades quer zur Windrichtung. Weiterhin haben sich die bekannten Windräder in bezug auf die Energieausnutzung als unbe friedigend erwiesen.Such wind turbines are generally known, they are called spur wind turbines trained and aligned so that the wind direction with the rotation axis is aligned. This construction results in a relatively large one Extension of the wind wheel transversely to the wind direction. Still have the known wind turbines in terms of energy efficiency as unbe proven peaceful.

Außerdem sind Wasserkrafträder bekanntgeworden, die es in ober- und unterschlächtiger Bauweise gibt. In beiden Fällen strömt das antrei bende Wasser radial bzw. tangential, also quer zur Drehachse zu. Die se Wasserräder sind bislang nie als Windräder eingesetzt worden, sie sind auch nie in voller Breite und Höhe dem Wasser ausgesetzt.In addition, hydropower has become known, which it in upper and undershot construction. In both cases, the flow flows Water flowing radially or tangentially, i.e. across the axis of rotation. The So far, waterwheels have never been used as wind turbines are never exposed to the full width and height of the water.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Wasser- oder Windräder einerseits zu verbessern und andererseits so abzuändern, daß sie auf der gesamten Höhe bzw. Breite dem Fluidstrom, sei es Wind oder Wasser, ausgesetzt werden können.The present invention has for its object the known To improve water or wind turbines on the one hand and so on the other to change that the fluid flow over the entire height or width, be it wind or water.

Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Kraftmaschine der eingangs näher bezeichneten Art vorgesehen, daß Rad und Flügel an einem Arm eines Hebels drehbar gelagert sind und daß der Hebel mit einer zur Leistungsabnahme dienenden Welle und einem weiteren von ihr durchsetzten Rad verbunden ist und daß die beiden Räder über ein Getriebe starr miteinander gekuppelt sind.To solve the problem is according to the invention in an engine the type specified in the introduction provided that the wheel and wing are rotatably mounted on an arm of a lever and that the lever with a shaft for power consumption and another connected by her wheel and that the two wheels over a transmission are rigidly coupled together.

Durch diese Ausgestaltung ergibt sich ein universell als Wind- oder Wasserrad verwendbares Rad, das der Erzeugung zum Beispiel elektri scher Energie dienen kann, einen überraschend großen Wirkungsgrad aufweist und bei Antrieb durch einen Motor als Pumpe benutzt werden kann.This configuration results in a universal wind or Water wheel usable wheel that generation, for example, electri sher energy, a surprisingly high efficiency and can be used as a pump when driven by a motor can.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 3 der Zeichnung näher erläutert: Es zeigtFurther refinements and particularly advantageous developments of the invention are evident from the following description, which explains three exemplary embodiments of the invention in more detail with reference to FIGS. 1 to 3 of the drawing: It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines einflügligen Windrades, Fig. 1 is a schematic representation of a single leaf wind turbine,

Fig. 2 eine zweiflüglige Wasserfördereinrichtung und Fig. 2 is a two-bladed water conveyor and

Fig. 3 ein dreiflügliges Wasserrad. Fig. 3 is a three-bladed water wheel.

In den drei Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die glei chen Einzelheiten. Die Flügelzahl und die Verwendung zur Drehenergie erzeugung oder als Fördereinrichtung sind beliebig kombinierbar.In the three figures, the same reference numerals mean the same Chen details. The number of blades and the use for turning energy generation or as a conveyor can be combined as required.

Die Kraftmaschine 1 gemäß Fig. 1 stellt ein Windrad 2 dar, das auf einem Ständer 3 steht. In dem Ständer befindet sich eine Lageraus nehmung 4, in der eine Welle 5 gelagert ist, an der die Windradener gie zum Antreiben einer Einrichtung, vorzugsweise eines elektrischen Generators, abgenommen werden kann. Auf der Welle 5 ist ein zweiarmi ger Hebel 6 befestigt, dessen einer Hebelarm 7 ein Gegengewicht 8 trägt und dessen anderer Hebelarm 9 eine Lagerbohrung 10 aufweist. Diese Lagerbohrung ist von einer Welle 11 durchsetzt, an der ein Windflügel 12 und ein Rad 13 befestigt sind. Das Rad 13 ist über ein Getriebe 14 mit einem weiteren Rad 15 verbunden, das von der Welle 5 durchsetzt aber auf dem Ständer 3 schwenkbar befestigt ist. Das Rad 13 und das Rad 15 sind beide als Kettenräder ausgestaltet, das Getriebe besteht aus einer Kette. Das Getriebe zur Kopplung der beiden Räder 13 und 15 kann auch als Zahnradgetriebe oder als Zahn riemengetriebe ausgestaltet sein. Das Getriebe ist so zu wählen, daß zu einer Umdrehung der Welle 11 zwei Umdrehungen der Welle 5 gehören. Zur Verwendung als Windrad wird die Kraftmaschine nach Fig. 1 so auf gestellt, daß der Wind in Richtung des Pfeiles 24 anströmen kann.The engine 1 according to FIG. 1 represents a wind turbine 2 , which stands on a stand 3 . In the stand there is a bearing recess 4 , in which a shaft 5 is mounted, on which the Windraden energy for driving a device, preferably an electrical generator, can be removed. On the shaft 5 a two arm lever 6 is attached, one lever arm 7 carries a counterweight 8 and the other lever arm 9 has a bearing bore 10 . This bearing bore is penetrated by a shaft 11 on which a wind vane 12 and a wheel 13 are attached. The wheel 13 is connected via a gear 14 to a further wheel 15 which is penetrated by the shaft 5 but is pivotably mounted on the stand 3 . The wheel 13 and the wheel 15 are both designed as sprockets, the transmission consists of a chain. The transmission for coupling the two wheels 13 and 15 can also be designed as a gear transmission or as a toothed belt transmission. The gearbox should be selected so that two revolutions of shaft 5 belong to one revolution of shaft 11 . For use as a wind turbine, the engine of FIG. 1 is placed on so that the wind can flow in the direction of arrow 24 .

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist die Pumpe zwei Flügel auf. Neben dem Flügel 12 ist ein weiterer Flügel 16 vorhanden, beide Flügel sind mit zugehörigen Kettenrädern 13 und 19 starr verbunden. Die Kettenräder 13 und 19 besitzen gleiche Zähnezahl, diese ist dop pelt so groß wie die der Kettenräder 15. Es sind zwei Ketten 14 und 20 vorgesehen. Zwei Kettenspanner 21 und 22 spannen die Ketten 14 und 20. Bei Drehung der Welle 5 durch einen Antriebsmotor wird ein Fluid, sei es Wasser oder Luft, in Richtung des Pfeiles 24 gefördert. Der Ständer 3 ist zur Ausrichtung schwenkbar.In the embodiment according to FIG. 2, the pump comprises two wings. In addition to the wing 12 there is another wing 16 , both wings are rigidly connected to associated sprockets 13 and 19 . The sprockets 13 and 19 have the same number of teeth, this is twice the size of that of the sprockets 15 . Two chains 14 and 20 are provided. Two chain tensioners 21 and 22 tension the chains 14 and 20 . When the shaft 5 is rotated by a drive motor, a fluid, be it water or air, is conveyed in the direction of the arrow 24 . The stand 3 is pivotable for alignment.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ein dreiarmiger Hebel 25 vorgesehen, dessen drei Arme 26, 27 und 28 im Zentrum 29 starr mitein ander verbunden sind. Dort ist der Hebel mit der Welle 5 verbunden, der Ständer 3 weist die entsprechende Lagerausnehmung 4 auf. Als Ge triebe 14 ist ein Kegelzahnradgetriebe mit Königswellen 30, 31 und 32 vorgesehen, wobei die Wellen in Lagerstellen 33 auf den einzelnen Armen geführt sind. Jede Königswelle 30, 31 und 32 trägt an ihren beiden En den je ein Kegelrad 34 bzw. 35. Alle Kegelräder 34 und 35 besitzen die gleiche Zähnezahl. Die Kegelräder 34 kämmen mit einem Kegelrad 36 frei wählbarer Zähnezahl, das von der Welle 5 durchsetzt ist, die im Ständer 3 drehbar gelagert ist. Den Kegelrädern 35 ist je ein Kegelrad 37 zuge ordnet, die untereinander die gleiche Zähnezahl haben, deren Zähnezahl aber doppelt so groß ist wie die Zähnezahl des Zahnrades 36. Die Kegel räder 37 sind mit je einer Welle 38 verbunden, die den Wellen 11 und 18 entspricht. An den Kegelrädern 37 bzw. den Wellen 38 sind je ein Flügel 12 befestigt. Durch das Kegelradgetriebe sind die Flügel in ihren Winkelstellungen zueinander gekoppelt. Steht die Welle 5 senk recht zur Anströmrichtung 24 des Wassers, so erfolgt das Verstellen der Flügel durch Drehen des Kegelrades 36. Die Antriebsleistung wird an der Welle 5 abgenommen oder dort zugeführt. Das Kegelrad 36 ist im Stän der 3 schwenkbar befestigt.In the embodiment according to FIG. 3 there is provided a three-arm lever 25, the three arms 26, 27 and 28 in the center 29 rigidly connected mitein are other. There the lever is connected to the shaft 5 , the stand 3 has the corresponding bearing recess 4 . As Ge gear 14 is a bevel gear with vertical shafts 30, 31 and 32 is provided, the shafts are guided in bearings 33 on the individual arms. Each vertical shaft 30, 31 and 32 carries the two bevel gears 34 and 35, respectively. All bevel gears 34 and 35 have the same number of teeth. The bevel gears 34 mesh with a bevel gear 36 of freely selectable number of teeth, which is penetrated by the shaft 5 , which is rotatably mounted in the stator 3 . The bevel gears 35 are each assigned a bevel gear 37 , which have the same number of teeth among each other, but the number of teeth of which is twice as large as the number of teeth of the gear 36 . The bevel wheels 37 are each connected to a shaft 38 , which corresponds to the waves 11 and 18 . A wing 12 is attached to each of the bevel gears 37 and the shafts 38 . The wings are coupled to each other in their angular positions by the bevel gear. If the shaft 5 is perpendicular to the flow direction 24 of the water, the blades are adjusted by rotating the bevel gear 36 . The drive power is taken from the shaft 5 or supplied there. The bevel gear 36 is pivotally mounted in the stan of 3 .

Claims

1. From a fluid-driven engine, preferably a wind turbine, with at least one wing rotatable about an axis, to which a wheel is connected, characterized in that the wheel ( 13, 19, 37 ) and wing ( 12, 16 ) on one arm ( 9, 6, 26, 27, 28 ) of a lever ( 6 ) are rotatably mounted in such a way that the lever ( 6 ) is connected to a shaft ( 5 ) serving for power removal and another wheel ( 15, 36 ) penetrated by it and that the two wheels ( 13 and 15 as well as 37 and 36 ) are rigidly coupled to one another via a gear ( 14 ).

2. Engine according to claim 1, characterized in that the gear is designed as a sprocket gear, gear or as a bevel gear with on the arms ( 26, 27, 28 ) mounted king shafts ( 30, 31, 32 ).

3. A motor driven by a drive motor for conveying a fluid medium, preferably fans with at least one um thereby an axis rotatable wing to which a wheel is connected characterized in that the wheel and wing turn on an arm of a lever are stored bar that the lever is connected to a motor Shaft and another wheel penetrated by it and that the two wheels are rigidly coupled to one another via a transmission.

4. Engine according to claim 1 or 3, characterized in that the wheel ( 15, 36 ) is pivotally attached to the stand ( 3 ).