DE4317617A1 - Windrad mit Windkasten - Google Patents

Windrad mit Windkasten

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Ferenc Tabori
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0427—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels with converging inlets, i.e. the guiding means intercepting an area greater than the effective rotor area
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
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    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

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Description

Die Erfindung betrifft ein Windrad an welchem die Flügel Pos. 1, hier auf Fig. 1 nach Anzahl 4, mit vollen Flächen senkrecht ste­ hen und von dieser Lage nicht verstellbar auf dem Mast Pos. 2 hori­ zontal angeordnet und drehbar gelagert aufgenommen sind. Auf dem Mast Pos. 2 ist auch ein Windkasten Pos. 3 für sich auch drehbar gelagert angebracht, welcher durch die Windfahne 1, Pos. 4 sich immer in den Wind dreht. Die Flügel Pos. 1 befinden sich in dem Windkasten Pos. 3 und dadurch stehen sie ca. mit einer Hälfte in direktem Wind und mit der anderen Hälfte in, durch den Windkasten umgelenkten - d. h. nach Drehsinn der gleiche - Wind. Die Dreh­ richtung wird durch den Windkasten Pos. 3 bestimmt. Nach Fig. 1 ist es links und nach spiegelbildliche Ausführung bzw. Anordnung des Windkasten Pos. 3 rechts.
Der Windkasten Pos. 3 ist so ausgebildet, daß eine Windbreite er­ faßt wird, welche ca. das Doppelte von Flügelbreite ist. Er be­ steht außer der Begrenzungswand noch aus fünf Umlenkwänden Pos. 3a. Die Umlenkwände Pos. 3a sind so ausgebildet, daß sie durch eine Querschnittverengung in Richtung Flügel Pos. 1 für den Teil des Windes, welcher durch Reibung, Verwirbelung und andere Verluste noch zur Verfügung bleibt, eine nicht verminderte Geschwindigkeit, bzw. Druck ermöglichen und nach Anordnung und Form, die gewünschte Richtung bzw. Drehsinn den eingeführten Wind geben. Der Windeintritt ist breiter als der Austritt. Hiermit sind unter anderem auch die oben angesprochenen Verluste berücksichtigt. Ein Teil des Windes tritt durch Rückstau und seitliche Abgleitung gar nicht ein. (An der Gesamtbreite des Windeintrittes gemessen) Für nor­ male Drehzahlregelung wird entweder der Austritt oder der Eintritt mit jalousie- oder rolladenähnlichem Verschluß Pos. 5 versehen, welcher von einer eigenen Windfahne Pos. 6 gesteuert wird. Die Offenstellung wird durch Kraftspeicher wie z. B. Feder bewerkstelligt. Nur für Not­ fälle wird eine konventionelle Scheibenbremse notwendig. Durch Form und Anordnung der Wände und der Querschnittsunterschiede entstehen hier drei Zonen:
  • 1. Stauzone vor den Flügeln
  • 2. Verdichtungszone im Bereich der Flügel
  • 3. Entspannungszone hinter den Flügeln
In der Entspannungszone wird der Querschnitt sehr deutlich ver­ größert um einen raschen Stauabbau zu ermöglichen. Alle wich­ tigen Teile, selbst die Flügel Pos. 1 sind mindestens von groben Witterungseinflüssen durch den Windkasten Pos. 3 geschützt. Die Kraftübertragungskomponente wurden quasi zwangsläufig unter dem Windkasten Pos. 3 in einem dazu geeigneten Raum untergebracht. Durch Art bzw. Form dieser Konstruktion wäre es möglich innerhalb geschlossener Ortschaften, soweit Flachdachhäuser und Hochhäuser vor­ handen sind, einzusetzen ohne die Landschaft oder das Stadtbild zu beeinflussen oder gar zu stören, da hier Mast und Propeller nicht vorhanden wären.

Claims (18)

1. Windrad mit Windkasten, weiter nur Windrad, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flügel (Pos. 1) waagerecht angeordnet sind.
2. Windrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (Pos. 1) zueinander nicht verstellbar und nicht verdrehbar sind und auf dem Mast (Pos. 2) drehbar aufgenommen sind.
3. Windrad nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flü­ gel (Pos. 1) in einen Windkasten (Pos. 3) eingebaut sind.
4. Windrad nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Windkasten (Pos. 3) durch die Windfahne 1 (Pos. 4) sich nach dem Wind dreht.
5. Windrad nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung nach Ausführung und Anordnung des Windkastens (Pos. 3) bestimmbar ist.
6. Windrad nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Windkasten (Pos. 3) so ausgebildet ist, daß die Windeintrittsseite breiter ist als der Flügeldurchmesser.
7. Windrad nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Windkasten ermöglicht, Umlenkwände (Pos. 3a) einzubauen.
8. Windrad nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Um­ lenkwände (Pos. 3a), so ausgebildet sind, daß sie die gewünschte Windumleitung bewerkstelligen.
9. Windrad nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzehregelung automatisch, d. h., durch die Windstärke bewerk­ stelligt wird.
10. Windrad nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Drehzahlregelung eine Jalousie- oder Rolladen-Art (Pos. 5) vorge­ sehen ist.
11. Windrad nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Jalousie (Pos. 5) durch Kraftspeicher in Offenstellung gehalten wird.
12. Windrad nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Jalousieblätter bzw. Wellen miteinander verbunden sind.
13. Windrad nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Windfahne 2 (Pos. 6) so angeordnet ist, daß bei niedrigen Wind­ stärken (minimale Windgeschwindigkeiten) rechtwinkelig zu der Windfahne 1 (Pos. 4) steht.
14. Windrad nach Anspruch 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Windfahne 2 (Pos. 6) sich maximal 90° verdrehen kann.
15. Windrad nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Jalousieblätter durch die Windfahne 2 (Pos. 6) von Offenstellung bis Zustellung sich bewegen lassen (90°, Vergleich Anspruch 14).
16. Windrad nach Anspruch 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß eine konventionelle Bremse nur für Notfälle benötigt wird.
17. Windrad nach Anspruch 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß es konstruktionsbedingt mit einen kurzmöglichsten d. h. nicht als sol­ chen erkennbaren Mast (Pos. 2) sich auf jedes entsprechend hohe Flachdachgebäude angebracht werden kann, ohne das Landschafts- bzw. Stadtbild zu beeinflussen.
18. Windrad nach Anspruch 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß für Feinregulierung - falls es notwendig ist - auch die Umlenkwände (Pos. 3a) stellbar gemacht werden können.
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