DE462462C

DE462462C - Windrad

Info

Publication number: DE462462C
Application number: DES70057D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-12-12
Filing date: 1925-05-19
Publication date: 1928-07-17

Description

Windrad Die Erfindung geht von dem bekannten zylindrischen Rotor aus bezüglich der diesem Rotor eigenen Vorgänge und Luftdruckdifferenzen und besteht darin, daß beim Erfindungsgegenstande sowohl die Drehung des Rotors wie auch die durch die Drehung hervorgerufene unsymmetrischeMagnusströmung allein durch den Wind erzielt werden.
Nach der Erfindung wird ein Windrad mit zwei Hohlflügeln, deren Innenkanten zwischen sich einen zentralen Winddurchlaßspalt freilassen, derart ausgebildet, daß die beiden Innenkanten sich übergreifen und den die Innenräume der Schaufeln verbindenden Strömungsreg parallel begrenzen.
Einige Ausführungsbeispiele des Läufers nach. der Erfindung sind in den Abb. r bis q. veranschaulicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. r weisen die beiden einander übergreifenden Hohlflügel annähernd eine halbe Kreisform auf, während in den Abb. a bis .I andere Formen dargestellt sind, die sich auf Grund von Versuchen als vorteilhaft erwiesen haben.
Bei den bekannten Läufern mit Hohlflügeln, deren Innenkanten zwischen sich einen zentralen Winddurchlaßspalt freilassen, und bei denen sich die Schaufeln nicht übergreifen, treten an der Rückseite bzw. Innenseite jeder Schaufel Störungsfelder auf infolge Druckanstieges und Wirbelbildung. Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird eine geordnete Führung der Strömung von dem einen Innenraum der Hohlschaufel nach dem anderen erreicht, Druckanstieg und Wirbelbildung gewissermaßen abgespült, so daß sich die Störungsfelder nicht entwickeln können.
Die erhebliche Leistung und Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrotors gemäß der Erfindung erklärt sich in folgender Weise: Wenn der Wind auf die innere Fläche des Flügels stößt, so verliert er wegen der Elastizität der Luft nicht ganz seine dynamische Kraft, sondern prallt durch die Öffnung o auf die Innenseite des Flügels d und verhindert somit hier die Entstehung eines Unterdruckes. Da ein solcher Unterdruck eine besonders schädliche Wirkung hat, so ist das Vermeiden des Unterdruckes auf der inneren Seite des sich gegen den Wind bewegenden Flügels von allergrößter Bedeutung. Durch die Drehung des Flügelrotors entsteht in den ihn umgebenden Luftschichten eine unsymmetrische Magnusströmung. Weil die innere Fläche und der zentrale Teil des gegen den Wind laufenden Rotorflügels fast in Richtung des Windes sich dreht, wird der Überdruckwiderstand hauptsächlich nur den äußeren Teil des Flügels treffen und sich als Ouertrieb äußern.
Die Drehkraft dieses Zweiflügelmotors ist zwei- bis dreimal so groß wie die Drehkraft eines mehrflügeligen senkrechten Windrades früherer Bauart, was ebenfalls durch erschöpfende Versuche im Windtunnel erwiesen worden ist.
Bei den Versuchen des Erfinders an verschiedenen Flügelformen mit zylindrischen, spiralförmigen, parabolischen, konischen, kugelförmigen und sonstigen Flügelflächen, von denen die Abb. z, 3 und .I einige Ausführungsformen darstellen, hat sich als Resultat ergeben, daß die halbzylindrischen bzw. im Durchschnitt spiralförmigen Flügelformen die größte Rotationsgeschwindigkeit und Kraftleistung ergeben.
Die Eigenschaften des Flügelrotors können in verschiedenster Weise ausgenutzt werden. Die folgenden Ausführungsformen sind lediglich als Beispiele zu betrachten, da natürlich auch noch weitere Verwendungsformen möglich sind.
Der Flügelrotor gemäß der Erfindung kann direkt als Windturbine z. B. für den Betrieb von Pumpen, Dynamos oder anderen Maschinen gebraucht werden und mit den üblichen Regelungsmitteln und Einstellungsmitteln ausgerüstet werden.-Wo größere Leistungen und konstante Umdrehungszahl in Frage kommen, kann der Rotor zwei- oder mehrstöckig .ausgeführt werden. Die Flügelpaare werden dann zueinander versetzt angeordnet.
Es kann die direkte Drehkraft des Flügelrotors verwendet werden, es ist jedoch auch möglich, den Quertrieb zu benutzen, wenn auch der O_uertrieb im freien Lauf im Winde dem Maximalquertrieb eines motorisch getriebenen zylindrischen Rotors nicht gleichkommt. Dies ist beispielsweise bei Boots-oder Schiffsflügelrotoren der Fall.
Der Flügelrotor hat den Vorteil im Verhältnis zu einem Zylinderrotor, daß es nicht nötig ist, Maschinenkraft zum Drehen des Rotors zu verwenden. Der Flügelrotor treibt noch das Boot in allen Windlagen von 45' gegen Wind, bis i8o° mit dem Winde. Im Seitenwind selbstdrehend entspricht der Flügelrotor im Boote der zweieinhalb- bis dreifachen Segelfläche. Wird der Flügelrotor maschinell -schneller gedreht, so kann mit demselben ein- größerer Quertrieb als mit Winddrehung erzielt werden.
Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 ist eine Mühle mit vier Flügelrotoren anstatt der gewöhnlichen Flügel. versehen. Im Vergleich mit einer La Courschen Mühle hat der Flügelrotor eine Anfangsdrehungskraft, die viermal größer ist als bei dieser. Die Umdrehungszahl ist aber um 6o °/o kleiner, so daß die Arbeitsleistung der Rotormühle die der La Courschen Mühle noch mit 25 übertrifft.
Die Anwendung des Flügelrotors statt der üblichen Flügelkonstruktionen bei einer Mühle oder einem Windrad ist da zu empfehlen, wo große Schwankungen iü der Belastung vorkommen, wie es z. B. beim Betrieb von landwirtschaftlichen Maschinen, Mühlsteinpaaren usw. der Fall ist.
Es ist auch möglich, den Flügelrotor in der Flugtechnik und Hydromechanik zu benutzen. Der Flügelrotor kann ferner im fließenden -Wasser entweder mit horizontaler oder vertikaler Welle als Wasserkraftmaschine verwendet werden. Auch im fließenden Wasser entsteht um den Rotor eine einseitige Magnusströmung, wobei sich die Geschwindigkeit des Wassers auf der mitgehenden Seite vergrößert, wodurch auch in langsam fließendem Wasser eine zur Stromgeschwindigkeit größere Peripheriegeschwindigkeit erzielt wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Windrad mit zwei Hohlflügeln, deren Innenkanten zwischen- sich einen zentralen Winddurchlaßspalt freilassen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flügel mit ihren Innenkanten sich übergreifen und den die Innenräume der Schaufeln verbindenden Strömungsweg mit in der Strömungsrichtung im wesentlichen konstanter Durchflußweite begrenzen.