DE4207718C2 - Windturbine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Windturbine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Windturbine ist aus der FR-PS 827 487 bekannt. Bei dieser Turbine besteht das Windrad aus einem um eine Welle drehbaren Grundkörper, der als Konus ausgebildet ist, der einen spitzen in Windanströmrichtung geneigten Öffnungswinkel auf­ weist. Von der Konusspitze zum Konusrand verlaufen auf einer spiralförmig gekrümmten Linie kleine Flügel, deren Höhe mit dem Radius zunehmen. Durch diese als Trennwände funktionierende Flügel wird das Windrad in Segmente aufgeteilt. Diese Turbine weist durch die gekrümmte Flügelform einen komplizierten, nur mit höchster Präzision herstellbaren Aufbau auf.

Aus der EP 0 347 291 A1 ist eine Windturbine bekannt, bei der der Grundkörper aus einem Konus und einem damit verbundenen zy­ lindrischen Teil besteht. Am Konus angreifend sind zunächst ra­ dial nach außen gerichtete Flügel ausgebildet, die dann umge­ lenkt werden, so daß zwischen den Flügelenden und den Umlenk­ stellen offene Querschnitte entstehen, durch welche der Wind schräg zum Zylinderumfang austritt. Außerdem sind die umgelenk­ ten Flügelteile nicht biegesteif und mit dem zylindrischen Teil des Windrads fest verbunden, sondern können sich je nach Radge­ schwindigkeit verbiegen, so daß der Wind noch steiler aus den Öffnungen austritt. Auch dieses Windrad ist durch seine Geome­ trie und durch die teilweise biegsamen Flügel kompliziert in der Herstellung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Windturbine zu schaf­ fen, die einen kompakten Aufbau aufweist und einfach herstell­ bar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen werden die Merkmale des Patentanspruchs 1 vorteilhaft weitergebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren darge­ stellt und wird anhand dieser beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Blick aus der Windrichtung auf das Windrad,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Windrad gemäß Fig. 1 zwischen zwei Trennwänden,

Fig. 3 einen weiteren Schnitt durch das Windrad entlang zweier Trennwände,

Fig. 4 eine Ansicht einer auf einem Mast stehenden Windtur­ bine,

Fig. 5 eine Windturbine mit einer Windfahne.

Fig. 1 zeigt den Blick auf die Vorderfläche eines kompakten Windrades 3 mit einer horizontalen Welle 1 und einer scheiben­ förmigen, konischen, nach hinten abfallenden Grundfläche. Das Windrad 3 wird durch gegen den Wind gestellte, seitlich höhere radial verlaufende Trennwände 4 in sechs Segmente aufgeteilt. Diese werden nach hinten durch gegen den Wind gestellte nach innen und exzentrisch zur Welle 1 flach gebogene Begrenzungs­ platten 5 begrenzt. Die Begrenzungsplatten 5 bilden an ihren Enden mit der benachbarten Trennwand 4 jeweils einen offenen Querschnitt 6. In den Bereichen 12 wird die Luft verdichtet und nach hinten zur Drehung des Windrads durch den offenen Quer­ schnitt 6 abgeleitet. Eine vordere Verfestigungsleiste 80 über­ brückt den offenen Querschnitt 6 zum Wind hin. Die Segmente 14 mindern Luftströmungswirbel des Windes entlang der konischen Mantelfläche des Windrads 3 und begünstigen die kontinuierliche Beaufschlagung der offenen Querschnitte 6 zur kraftvollen Dre­ hung des Windrads 3.

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch das Windrad 3 mit der Welle 1, den flächenhaft bogigen äußeren Begrenzungsplatten 5, Segmenten 14, je mit Bereichen 12 zur Speisung der offenen Querschnitte 6. Eine Abstützungsleiste 8 an der Hinterfläche des Konus des Windrads 3 dient zur Versteifung.

Fig. 3 zeigt den Schnitt des Windrads 3 nach Fig 1 und 2 nun im Bereich des offenen Querschnitts 6 mit den Trennwänden 4, den flächenhaft gebogenen, senkrecht gegen den Wind gestellten Be­ grenzungsplatten 5 und einem Generator 2 zur Stromerzeugung an der Welle 1.

In Fig. 4 ist ein Windrad 3, das auf einem nicht mehr beheizten Schornstein befestigt ist, dargestellt. Auf dem Hausboden be­ findliche Batterien 32, Leitungen 31 dienen zur Speicherung elektrischen Stroms.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Seitenblick auf das Windrad 3 ist die Welle 1 auf einem Mast 30 mit einer Befestigungsplatte am Schornstein befestigt. Die zugehörige Dreh-Justierungsvorrich­ tung des Windrads 3 umfaßt eine Windfahne 25. Mit 2 ist der Ge­ nerator bezeichnet.

Claims (4)

1. Windturbine mit einer in Anströmrichtung verlaufenden Welle und einem fest und zentrisch auf der Welle ange­ ordneten Windrad, dessen Mantelfläche vollflächig von einer Spitze an der Welle zu seinem in Anströmrichtung zurückliegenden Außenrand konisch verläuft und durch Trennwände in Segmente aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (4) auf der konischen Mantelfläche des Windrads (3) radial verlaufen, daß die Höhe der Trennwände (4) mit dem Radius zunimmt, daß das radial äußere Ende jeder Trennwand (4) mit einer trennwandhohen Begrenzungsplatte (5) verbunden ist, die sich parallel zur Welle (1) erstreckt und das jeweilige Segment (14) in Umfangsrichtung begrenzt, wobei die Begrenzungsplatte (5) derart ausgeformt ist, daß ihre radiale Erstreckung vom Ende der Trennwand (4) bis zum benachbarten Ende der Trennwand (4) so stetig zunimmt, daß sie mit der benach­ barten Trennwand (4) einen offenen Querschnitt (6) bil­ det, der wesentlich kleiner ist als der maximale Strö­ mungsquerschnitt zwischen den Trennwänden (4), durch welchen die auf das Windrad auftreffende Windströmung im wesentlichen tangential zum Konusrand abfließt und wobei die Mantelfläche über den Konusrand hinaus bis zu jeder Begrenzungsplatte (5) geführt und mit dieser fest ver­ bunden wird.

2. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Wind abgekehrten Seite des Windrads (3) zur Versteifung des Konuses radiale Abstützleisten (8) ange­ bracht sind.

3. Windturbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß an der Oberseite der offenen Querschnitte (6) Verfestigungsleisten (80) vorgesehen sind, die die frei­ en Ecken der Begrenzungsplatten (5) mit den Trennwänden (4) verbinden.

4. Windturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) drehbar auf einem Mast (30) angeordnet ist und das Windrad (3) durch eine Wind­ fahne (25) in den Wind gedreht wird.