DE4201425C2

DE4201425C2 - Flügel für ein Windrad bzw. einen Rotor

Info

Publication number: DE4201425C2
Application number: DE4201425A
Authority: DE
Inventors: Gregor Sfintitchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: DE4201425A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Flügel für ein Windrad bzw. einen Rotor.

Windenergie wird häufig mehr oder weniger effizient zur Erzeugung elektrischer Energie herangezogen.

Die wirtschaftliche Nutzbarkeit hängt hierbei von den verschiedensten Faktoren ab.

Neben den begrenzten, fossilen Energiereserven ist die praktisch unbegrenzt vorhandene Windenergie zu beachten, die bei effizienter Ausnutzung die Energieansprüche erfüllen können.

Der Wind ist eine Sekundärenergie der Sonneneinstrahlung, da die Luft ein Gasgemisch ist, das sich bei jedem Grad um den 273. Teil seines Volumens (bei 0°C) ausdehnt. Die Luft wird somit leichter und steigt in die Höhe. Bei Abkühlung der Luft wird diese verdichtet und somit schwerer, wonach sie sinkt. Hierbei übt sie einen Druck aus, der das Einfließen der Luft in die Nachbargebiete in der Form des Windes bewirkt.

Allen Windkraftanlagen ist eine wirtschaftliche Kennlinie gemeinsam, welche sich aus dem örtlichen Verhältnissen und der Leistungsausbeute ergibt, welche wiederum auf die bauliche, statische Ausführung rückbezogen ist. Ein stets beeinflussender Faktor ist hierbei die Ausbildung der Windradflügel. Diese Ausbildung ist ein wichtiger Faktor der Wirtschaftlichkeitsrechnung, wobei anzustreben ist, die vorhandene Windkraft effizient aufzunehmen und umzusetzen.

Aus der FR-PS 36 83 92 ist ein Windrad bekannt, welches in einen Montage- und einen Windfangbereich eingeteilte Flügel besitzt, welche rinnen- oder schalenförmig aus gebildet sind. Diese nach vorne, d. h. also in der zu erwartenden Windrichtung aufgeweiteten Rinnen sind in einer symmetrischen Verdrehung zur Rotationsachse gestellt, wobei der einströmende Wind auf die volle Rinnenfläche wirkt. Hier kann er jedoch nicht schnell genug aus strömen, weshalb sich Negativkräfte auf die Statik aus wirken. Das Ausströmen des Windes aus dem Flügelteil erfolgt erst, wenn der Flügel aus der Windrichtung gedreht ist.

Der FR-PS 33 23 79 ist eine wannenförmige Flügelaus bildung zu entnehmen, welche in einen Montageteil und einen Windfangteil eingeteilt ist. Die Flügelstellung entspricht ebenfalls einer solchen, wie sie bereits aus der FR-PS 36 83 92 bekannt ist und weist somit auch deren Nachteile auf. Diese beschriebenen Windräder können nicht universell als Rotor oder Windrad eingesetzt werden. Hierzu müßte die eigentliche Rotationsachse variabel anordenbar sein. Stellt man jedoch die vertikal ausgerichteten Rotationsachsen gemäß den Windrädern aus der FR-PS 36 83 92 oder FR-PS 33 23 79 horizontal, können die Flügel nicht mehr mit dem Wind zusammenarbeiten, da deren Taschen oder Rinnen dann nach unten weisen und jegliches Zusammenspielvermögen mit dem Wind verlieren.

Aus der BE-PS 51 49 19 ist ein Flügelrad bekannt, dessen Windfangteil in Sektoren und Rinnen eingeteilt ist, die zu einer Flügelverstärkung führen. Einen Einfluß auf die Windeinwirkungsverhältnisse hat diese Einteilung nicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flügel für ein Windrad oder einen Rotor zu schaffen, der die Windaufnahme zum Zwecke der Energieumwandlung optimal vollzieht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Flügel für ein Windrad oder Rotor gemäß des vorgeschlagenen Anspruchs gelöst.

Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es ist hierbei vorgesehen, daß die Flügel in einen Windfangteil und einen Montagebereich eingeteilt sind, wobei der Windfangteil als rinnen- oder schalenförmiger Sektor ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß beträgt hier die Längenausdehnung des Montagebereiches ca. 1/5 der Länge des Windfangteils. Die Flügel sind zur Rotationsachse des Windrades bzw. des Rotors gerichteten Längsachse verdreht zur Vertikalachse positioniert. Diese Flügelverdrehung beträgt erfindungsgemäß ca. 10°.

Zweckmäßigerweise sind im Windfangteil Verstärkungsrippen vorgesehen. Aus statischen Gründen weisen die Flügel eine Verspannung auf, welche von einer Verlängerung der Rotationsachse des Windrades bis zu einem Abstand von ca. 2/3 des Flügels von der Rotationsachse angeordnet ist.

Eine besondere Ausbildung der Flügel besteht darin, daß diese einen, den rinnenförmigen Sektoren weggerichteten spitzauslaufenden Rücken aufweisen.

Anhand den beigefügten Zeichnungen, die besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, wird diese nun näher beschrieben.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung mit vier Flügeln.

Fig. 2 einen Schnitt durch den Flügel A-A.

Fig. 3 eine Systemzeichnung mit der Verspannung.

Gemäß Fig. 1 ist ein Windrad 1 mit vier Flügeln 2 zu erkennen.

Zu dieser schematischen Darstellung sei erläutert, daß die Anordnung des Windrades sowohl horizontal, als auch vertikal vornehmbar ist. Ebenso kann die vorliegende Erfindung dazu verwendet werden, als Windrad, d. h. vom Wind angetrieben oder als Rotor bzw. Propeller eingesetzt und durch eine anders geartete Energie angetrieben werden. Die Ausbildung der Flügel ist auf das effiziente Zusammenspiel mit dem Wind ausgerichtet.

Zu erkennen ist, daß die Windflügel 2 in einen Windfangteil 3 und einen Montagebereich 4 aufgeteilt sind, wobei der Windfangteil 3 als rinnen- oder schalenförmiger Sektor 5 aufgeteilt ist.

Die Längenausdehnung des Montagebereiches 4 beträgt ca. 1/5 der Länge des Windfangteiles 3. Mittels Verstärkungsrippen 10 ist der Windfangteil 3 in mehrere Sektoren 5 eingeteilt.

Aus der Fig. 2 ist die Stellung des Flügels 2 gegenüber der Rotationsachse 6 bzw. der Vertikalachse 9 des Windrades 1 erkennbar.

Der Flügel 2 ist mit seiner zur Rotationsachse 6 des Windrades 1 bzw. des Rotors gerichteten Längsachse 8 verdreht zur Vertikalachse 9 positioniert. Diese Verdrehung beträgt ca. 10°.

Ein weiterer Ausbildungsfaktor des Flügels ist der den schalenförmigen Sektoren 5 weggerichtete spitzauslaufende Rücken 11 der Flügel 2.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Verspannung 7. Diese ist von einer Verlängerung 12 der Rotationsachse 6 des Windrades 1 bis zu einem Abstand von ca. 2/3 der Flügellänge von der Rotationsachse 6 angeordnet.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Windrad bzw. ein Rotor geschaffen, dessen Flügelausbildung eine effiziente Nutzung bzw. Verarbeitung der vorliegenden Winde ausnutzt.

Bezugszeichenliste

1 Windrad
2 Flügel
3 Windfangteil
4 Montagebereich
5 rinnen-/schalenförmiger Sektor
6 Rotationsachse des Windrades
7 Verspannung
8 Längsachse von 2
9 Vertikalachse von 1
10 Rippen
11 spitzauslaufender Rücken von 2
12 Verlängerung von 6

Claims

1. Flügel für ein Windrad bzw. für Rotor bestehend aus einem Windfangteil und einem Montagebereich, wobei der Windfangteil rinnen- oder schalenförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenausdehnung des Montagebereichs (4) ca. 1/5 der Länge des Windfangteils (3) beträgt und daß die Flügel (2) mit ihrer, zur Rotationsachse (6) des Windrades (7) bzw. Rotors gerichteten Längsachse (8) um ca. 10 Grad verdreht zur Vertikalachse (9) positioniert sind.

2 . Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Windfangteil (3) Verstärkungsrippen (10) aufweist.

3 . Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (2) eine Verspannung (7) aufweisen.

4 . Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung (7) von einer Verlängerung (12) der Rotationsachse (6) des Windrades (1) aus, bis zu einem Abstand von ca. 2/3 des Windflügels (2) von der Rotationsachse (6) angeordnet ist.

5 . Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (2) einen, den rinnenförmigen Sektoren (5) weggerichteten spitzauflaufenden Rücken (11) aufweisen.