-
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.