DE716554C

DE716554C - Verfahren zur Verwertung der Windkraft bei Windstauwerken

Info

Publication number: DE716554C
Application number: DEB182155D
Authority: DE
Inventors: Alexandru Beldimano
Original assignee: ALEXANDRU BELDIMANO
Current assignee: ALEXANDRU BELDIMANO
Priority date: 1938-02-19
Filing date: 1938-02-19
Publication date: 1942-01-23

Description

Verfahren. zur Verwertung der Windkraft bei Windstauwerken

Gegenstand der Erfindung.ist- ein- Ver-

fähren zur Verwertung der .Windkraft bei

Windstauwerken mit vielen-kleinen, fest

neben- und übereinander angeordneten Wind-

rädern. Bei derartigen Windstauwerken- vrur-

den bisher die von den einzelnen Windrädern

äufgenommenen@ Kräfte auf rein mechani-

scher, Wege gesammelt =und einer Zentral-

stelle zur Krafterzeugung zugeleitet: -

-"Infolge der Größe der Windstauwerke

wurde die Ableitung, der Kräfte immer schwie-

riger und erforderte-komplizierte Kraftüber-

tragungsmittel, deren Überwachung große

Schwierigkeiten machte. -

Um diese 'Übelsekde zu beseitigen, wird

,nach der Erfindung die' Drehkraft- der Wind-

r,äder 'ih Anpassung äii das veränderliche

Kraftaangebtit - urimittelbar in Reibung sr#värm-e

umgesetzt, etWä: -unter' Benutzung von Rei-

bungsbremsen, die Reibungswärme a.n ein an der Erzeugungsstelle der Wärme vorüberfließendes Mittel abgegeben und, das erwärmte Mittel sodann entweder unterteilt oder gesammelt an die Verwendungsstelle geleitet: -Es sind bereits Wärmeenergieerzeuger bekanntgeworden, die :ebenfalls nach dem Reibungsprinzip ,arbeiten. Die bekannten Apparate, die zur Heißwassererzeugung dienen; besitzen eine- Reibtrommel, die übel ein Ge- triebe von:einem-Wasserrad angetrieben wird. Veränderliche Energieverhältnisse, wie sie der Windkraftbetrieb mit sich bringt, sind je-doch bei der bekannten Anlage- nicht vorhanden: Demnach besitzt diese auch keine Mittel, um z. B: den Bremsdruck- in Abhängigkeit von der Antriebsenergie einstellen zu .können. -Der- bekannte ,liziß"vässererzenger setzt im übrigen die Verwendung eines Übersetzungsgetriebes - voraus. Derartige Mittel kommen bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ganz in Fortfall. Z1un andern kann nach der Erfindung die ah verschiedenen Stellen gesammelte W ,ärme dem Wärmeträger nach und nach zugeführt werden, so daß :es möglich ist, das w,ärmeawfnehmende Mittel .auf immcr höhere Temperaturen zu erhitzen.

Bei der Erzeugung der Reibungswärme kommt es ferner noch darauf an, dafa sie nicht durch die Kraftübiertragungsivvellen, .nämlich die WindraJnlellen, nach außen übertragen wird. Zu dieseln Zweck wird zwischen dem Reibungswärmeerzeuger tnid dem Windrad jeweils eine den Wärmefiuß unterbrechende Kupplimgsstelleeingeschaltet.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht.
Fig, i zeigt einen Schnitt zu Fig. z, in der ein Windrad mit eirein erfindungsgemäßen Wärmeenergieerzeuger dargestellt ist.
Fig.3 zeigt .eine Abänderungsmöglichkeit. Die Figuren zeigen' einen Teilausschnitt eines Windstauwerkes, bei welchem die erfindungsgemäße Eindchtiulg in Anwendung kommen soll. Eine solche WindkraftanlaZe besteht aus-einer Vielzahl kleiner Windräder. Die einzelnen Windräder 15 sind in Trägern 3. über- und nebeneinander in beliebiger Gruppeneinteihuig gelagert. Die Träger 3 besitzen in dem gezeichneten Ausfiilirungsb-eispiel einen rohrförmigen, geschlossenen Querschnitt, so daß sie von einem beliebigen gasförmigen oder vorzugsweise flüssigen. Mittel durchströmt werden können, das beispielsweise Öl sein kann. Um zu verhindern, daß die Wärme, die von dem Öl aufgenommen wird und dem B:estimmungszn,eck zugeführt 'werden soll, nach außen abgegeben wird und verlorengeht, können die rohrfärlnigen Träger 3 mit einem Wärmeschutzmittel 5 isoliert sein, welches durch den. äußeren Mantel 6 gehalten und geschützt wird.
Innerhalb des Ölstromes sollen nun nach der Erfindung Reibungsvorrichtungen angeordnet werden, welche die von den Windrädern erzeugte Kraft mimittelbar üi Reibungswärme verwandeln. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist angenonunen, daß auf den Wellen i der Windräder 15 Zy- linder .4 befestigt sind, die .an der Drehung der Welle i teilnehmen und zwischen zwei gegenüberliegenden Bremsbacken a arbeiten. Zwischen den Bremsbacken z und denn im Rohr 3 fest angebrachten Widerlager 7 sind Membranen 8 angebracht, welche mit einer Druckleitung 9 in Verbindung stehen. Diadurch, daß mehr oder weniger Druck in dien Leitungen 9 erzeugt wird, können die Bremsbacken a mehr oder weniger an die umlaufenden Zylinder 4 angepreßt werden, so daß !einentsprechender Betrag an Wärme erzeugt ;wird.
-Die Achse, i ist mittels einer Stopfbuchse i o durch die Wand von 3 hindurchgeführt, welche verhindert, daP, Flüssigkeit aus dem Innenraum des Trägers,3 an der . Welle i entlang nach außen gelangt. Die Achse i trägt ,an dem nach dem Windrad hin gelegenen Ende eine Scheibe i i, welche sich innerhalb :eines in die Isolierung 5 eingebetteten Gehäuses 12 frei drehen kann. Die Scheibe i i ist mit zwei länglichen Aussparungen versehen, in welche Mitnehme. 13 eingreifen, die fest an der Scheibe 14 angebracht sind. Das Windrad 15, von dein nur ein kleiner Teil um die Achse herum angedeutet ist; dreht mittels der Welle 16 die Scheibe 1#. Die Mitnehme. 13 sind scharfkantig, damit nur sehr wenig Berührungspunkte mit der Scheibe i i geschaffen werden -und nur sehr wenig Wärme durch die Leitung über die Welle 16 nach außen verlorengeht. Die Welle 16- ist im Lager 17 gelagert, ;welches mittels der dreieckigen Bleche 18 in seiner Lage gehalten wird.
Mit Hilfe der Druckleitung g kann der Bremsdruck in genauer Abhängigkeit von der Windstärke eingestellt werden. Da die Energie des Windes proportional der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit zunimmt, muß .auch der Bremsdruck dementsprechend erhöht werden. Dies kann von Hand oder auch selbsttätig durch irgendeine Vorrichtung geschehen.
Jedes Windrad erzeugt unmittelbar Riibungswärrne, und zwar ohne Energieverlust, da bei jeder Art von Bremswirkung die mechanische Energie völlig in Wärme 'umgesetzt wird. Sofern die Leitungen mit dem erwärmten Öl' gut gegen Wärmeverluste isoliert sind, können Energieverluste nur dusch die Fortleitung des. Öls auftreten. Im einfachsten Falle wird das die Wärme Mittel von Bremse zu Bremse g Bleibet, bis die erreicht ist. Natürlich kann der Flüssigkeitsstr oni auch in andere;- Weise geleitet werden, z. B. kann .der Strom unterteilt werden und gruppenweise :eine verhältnismäßig kleinere Anzahl von Bremsen hintereinander durchfließen.
Die Ölgeschwindigkeit muß im übrigen der herrschenden Windstärke angepaßt werden, sonst kann es ]>ei starken Winden und zu geringer Ölgeschwindigkeit geschehen, daß das Öleine zu hohe Temperatur annimmt. Der Umlauf --des Öls kann thermosiphonar tig, durch Pumpen oder durch beide Mittel gleichzeitig geschehen.- Zweckmäf>ig wird die Gesehvindigkeit des Umlaufes in Abh;ängiglteit von der Windstärke,- dem Bremsdruck Lund der Temperatur von Hand oder selbsttätig geregelt, wobei beeiiclsiveise Pumpen zur Erhöhung des natürlichen Umlaufes nach Bedarf zu- oder abgeschaltet werden können.
An Stelle der, Memboranorgane 3 kann das durch die Leitungen g geleitete Druckmittel seine Wirkung zur Erhöhung es Bremsdruckes auch mit Hilfe von -Zylindern und Kolben oder in ähnlicher Weise ausüben.
Zü dem gleichen Zweck kann man auch andere Mittel benutzen, beispielsweise kann man den Bremsdruck in unmittelbarer Abhängigkeit von dem auf das Windrad wirkenden Winddruck erzeugen. Dies sei an -Hand von Fig.3 erläutert.
In Fig.3 sei i wieder die Hauptwelle, auf der das hier nicht gezeichnete Windrad sitzt. Ferner sitzt auf derselben Welle der Rotationskörper 2, der . mit konischen Fl,ächen 3 versehen ist. Fest tmd nicht drehend sind die beiden Rotationskörper 4 und 5. Wenn der Wind nun das Windrad und somit die- Welle i in Richtung des Pfeiles 6 drückt, so bewegt sich die Welle i und der Körper 2 :nach links, und die Flächen 3 und ä reiben gegenehiänder und erzeugen Wärme. Wenn andererseits der Wind in Richtung des Pfeiles ? weht, so reibt dann Fläche g auf Fläche i o. In Fig. 3 sind konische Flächen gezeichnet; man kann sich aber auch denselben Vorgang mit ebenen,-kreisförmigen Flächen vorstellen, die in :einer Ebene senkrecht zur -Welle i liegen. _ Die Verwertung der gewonnenen Wärme ist ,auf beliebige Weise möglich. Diese kann beispielsweise unmittelbar als Wärme zur Beheizung von Häusern oder industriellen Anlagen gebracht werden, oder sie kann benutzt werden, Wärmeenergiespeicher aufzuwärmen. Diese können z. B. entweder Großraumwasserkessel sein, die,- einmal erhitzt, lange Zeit auch ohne Wärmezufuhr Dampf für Dampfmaschinen oder andere Zwecke abgeben.

Claims

PATEN T ANSPRÜCHE r. Verfahren zur Verwertung der Windkraft bei Windstauwerken mit vielen kleinen, fest neben- und übereinander angeordneten Windrädern, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkraft der Windräder in :Anpassung an das veränderlicheKraftaiigebot unmittelbar in Reibungswärme umgesetzt wird, etwa unter Benutzung von Reibungsbremsen, daß die Reibungswärme an ein an der Erzeugungsstelle der Wärme v orüberfließendes Mittel abgegeben wird und daß das erwärmte. Mittel sodann .entweder unterteilt oder gesammelt an die Verwendungsstelle geleitet -wird .
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeaufirnehmende Mittel stufenweise ;auf immer höhere Temperatur erhitzt wird.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2-,-dadurch gekemizeichnet, - daß der Bremsdruck in Abhängigkeit von der Windstärke mif Hilfe :eines Druckmittels, .z. B. einer fiüssigkeitsbeaufschlagten Membran, einstellbar ist.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, -daß in der Wellenleitung zwischen dem Windrad und dem die Reibungswärme .erzeugenden Teil eine den Wärmefl.uß unterbrechende Kupplungsstelle (i 1, 13, 14) vorgesehen ist.