DE634364C

DE634364C - Windkraftmaschine mit senkrechter Drehachse und gekruemmten, radial zur Achse verlaufenden Treibflaechen

Info

Publication number: DE634364C
Application number: DEH142678D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-02-07
Filing date: 1935-02-07
Publication date: 1936-08-25

Description

Windkraftmaschine mit senkrechter Drehachse und gekrümmten, radial zur Achse verlaufenden Treibflächen Die' Erfindung betrifft eine Windkraftmaschine mit senkrechter Drehachse, bei welcher zwischen senkrecht zur Drehachse angeordneten runden Stirnscheiben geWümmte, radial zur Achse verlaufende Treibflächen eingebaut sind. .
Es sind derartige Windkraftmaschinen bekannt, die gekrümmte Treibflächen besitzen, welche an der Achse des Drehkörpers einen Raum frei lassen. In diesem Raum bildet der an den Treibflächen entlang gleitende Luftstrom Wirbel und kann infolge der offenen Verbindung mit allen Treibflächen auch auf solche Flächen stoßen, die unter der Windbelastung ein der Drehrichtung entgegenwirkendes Drehmoment ausüben. Die Ausnutzung der Windkraft ist daher unvollkommen.
Diesem Mangel wird erfindungsgemäß dadurch abgeholfen, daß, in Drehrichtung gesehen, hinter den nach innen zu geradlinig verlaufenden Teilen der Treibflächen hohl gekrümmte Leitflächen angeordnet sind, denen der auf der Vorderseite der Treibflächen zur Wirkung gelangte Luftstrom durch in der Nähe der Nabe gelegene Öffnungen zugeführt wird. Durch die Leitflächen wird dann der Luftstrom an der Rückseite der Treibflächen radial von innen -nach außen entlang geführt. Am äußeren Ende der Treibflächen sind außerdem Taschen angeordnet, deren in der Nähe der Treibflächenenden befindliche Wände die umgebogenen Leitflächenenden umfassen. Die Leitflächen sind weiterhin so ausgebildet, daß die zwischen ihnen und den Treibflächen liegenden Kanäle nach den äußeren Leitflächenenden zu enger werden und mit den sie umfassenden Taschenwänden Umlenkkanäle bilden.
Auch ist bei mit Druckwasser arbeitenden turbinenartigen Rädern die Anordnung von Leitflächen und Treibflächen bekannt, wobei beide Flächen einen Kanal bilden und durch feststehende Düsen Druckwasser erhalten; die Flächen befinden @sich jedoch am Radumfang und sind im wesentlichen tangential gerichtet: Ihre Beaufschlagung, Form und Richtung kann wohl den bei Wasserkraftmaschinen zu stellenden Anforderungen genügen, für Windkraftmaschinen, bei denen der Wind die ihm entgegenstehende vqlle Drehkörperfläche erfaßt, ist eine solche Einrichtung wegen der Eigenart der Verhältnisse nicht anwendbar. Die Anordnung der Kanäle gemäß der Erfindung ist neu. Sie beruht auf der Erkenntnis ihrer eigenartigen, die Triebkraft vergrößernden Wirkungen, die aus der vorbekannten Einrichtung nicht herzuleiten sind.
Auch napfartige Schalen, die an radial verlaufenden Armen der Drehkörper von Windkraftmaschinen mit senkrechter Drehachse befestigt sind und vom Winde getrieben werden, sind an sich bekannt;.diese Schalen entsprechen jedoch in Form und Wirkung nicht den am äußeren Ende der Treibflächen angeordneten Taschen gemäß der Erfindung. Die Erfindung ist beispielsweise -in den Abb. 1, a und. 3- in schematischer Form dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Windkrafr>@

maschine in Ansicht, während die Abb,-:°

und 3 Querschnitte von zwei Ausführung;",:

formen angeben. In diesen Abbildungen s'.cl;s

die Treibflächen 15 zwischen den Drehkörper=` scheiben 16 angeordnet. In der Drehrichtung gesehen sind hinter den Treibflächen 15 zur Fortleitung des auf die Treibflächen zur Wirkung gelangten Luftstromes und zur Vergrößerung der Triebkraft Leitflächen 7, 8, 9, io, ii angeordnet, denen der Luftstrom durch in derNähederNabebefindlicheUmlenkkanäle zugeführt wird. Die Leitflächen erstrecken sich von der senkrechten Drehachse C aus radial mit einer .derartigen Krümmung, daß eine stoßfreie Umlenkung des- Luftstromes erfolgt und die zwischen ihnen und den Treibflächen 15 gebildeten Kanäle gegen die äußeren Enden der Leitflächen sich verengen. Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit in den Kanälen und damit der Druck auf die äußeren Enden der Leitflächen erhöht. An dem äußeren Ende 17 der Treibflächen 15, sind Taschen s, 3, 4, 5, 6 angeordnet: In den Taschen verfängt sich der Wind und übt hier an einem langen Hebelarm eine großen Kraft aus. Die an die 17 sich anschließenden Taschenwände umfassen die umgebogenen Enden der Leitflächen derart, daß Umlenkkanäle entstehen. Diese Kanäle bilden die Fortsetzung der von den Treib- und Leitflächen umgrenzten Kanäle. Sie lenken den Luftstrom um, und zwar gegebenenfalls so weit, daß er nach innen gerichtet wird. Die in diesen Kanälen herrschende erhöhte Strömungsgeschwindigkeit übt einen erheblichen Druck auf die Taschenwände in radialer Richtung aus, wodurch teilweise eine Entlastung der Achse herbeigeführt wird. Die Leitflächen sind an ihrem Grunde durch ein die Luft umlenkendes Führungsblech verbunden, so daß auf diese Weise eine Verbindung sämtlicher Leitflächen um die senkrechte Drehachse C herum erfolgt und die Bildung eines nach den Treibflächen zu öffnenden Wirbelraumes vermieden wird.
Durch die Anordnung der Leitflächen hinter

n Treibflächen und der Taschen am äußeren

=-'@feibflächenende wird eine gute Ausnutzung

;"der Windkraft erzielt. Der auf die Treib-

' fläche stoßende Luftstrom wird zum Teil in die Taschen abströmen, sich dort stauen und eine große Triebkraft entwickeln, während der andere Teil des Luftstromes nach geleisteter Arbeit durch den Kanal zwischen Treib- und Leitfläche abströmt und somit vor allem die Treibfläche für neu zuströmende Luft frei macht. Es wird ferner auch durch die Reibung, die durch den Kanal strömende Luft an der verengten Umführungsstelle ausübt, der Antrieb vergrößert.

Claims

PATEIQTANSPRUCH Windkraftmaschine mit senkrechter Drehachse und gekrümmten, radial zur Achse verlaufenden und zwischen senkrecht zur Drehachse angeordneten runden Scheiben befestigten Treibflächen, dadurch gekennzeichnet, daß, in Drehrichtung gesehen, hinter den nach innen zu geradlinig verlaufenden Teilen der Treibflächen (15) hohl gekrümmte Leitflächen (7, $,. .9, iö, i i) , angeordnet sind, denen der auf der Vorderseite der Treibflächen (15) zur Wirkung gelangte Luftstrom durch, in der Nähe der Nabe gelegene Öffnungen zugeführt wird und die den Strom an der Rückseite der Treibflächen (15) radial von innen nach außen entlang führen, und daß am äußeren Ende der Treib-Rächen (15) Taschen (a, 3, 4, 5, 6) angeordnet sind, deren in der Nähe der Treibflächenenden befindliche Wände die umgebogenen Leitflächenenden umfassen, so daß die Leitflächen (7, 8, 9, io, i i) die zwischen ihnen und den Treibflächen (15) liegenden Kanäle nach den äußeren Leitflächenenden zu verengen und mit den sie umfassenden- Taschenwänden Umlenkkanäle bilden.