DE8302855U1 - Fluegelrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flügelrad, insbesondere zur Energiegewinnung aus strömenden Medien, bestehend aus auf einer Welle angeordneten vom Strömungsmedium beaufschlagten Flächen.

Es sind Windräder bekannt, bei denen die Flügelflächen auf einer horizontalen Welle angeordnet sind. Damit eine Drehbewegung zustande kommt muß der Flügel einen gewissen Anstellwinkel aufweisen. Dieser Anstellwinkel ergibt sich aus der angenommenen Windgeschwindigkeit und der damit erzielten Itadrehungsgeschwindigkeit. Der optimale Anstellwinkel hängt mithin von diesen äußeren Bedingungen ab, nämlich in erster Linie von der Windgeschwindigkeit. Ändert sich die Windgeschwin-

digkeit, dann muß sich zur optimalen Energieausnutzung auch der Anstellwinkel ändern. Technisch ist dies zwar möglich, bedingt jedoch einen erheblichen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Flügelrad, insbesondere zur Energiegewinnung aus strömenden Medien zu schaffen, bei dem im wesentlichen der Staudruck des Strömungsmediums ausgenutzt werden kann und mithin Anstellwinlcelveränderungen nicht erforderlich sind. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß die Flächen um eine vertikale Welle drehbar sind und um eine horizontal an der Welle angebrachten Achse verschwenkbar sind und daß die Flächen in der energieaufnehmenden Lage fixierbar sind.

Nach einer anderen Ausführungsform sind die Flächen an der horizontalen Achse fest angeordnet, jedoch um 90° versetzt angebracht, wobei die horizontale Achse um einen gewissen Winkel verdrehbar an der Welle gelagert ist.

Durch die Anordnung der Flächen an einer vertikalen Welle und die Verschwenkbarkeit der Flächen um eine horizontale Achse ist erreicht, daß die in Strömungsrichtung des Strömungsmediums sich bewegende Fläche sich senkrecht zur Ströumungsrichtung stellt, während die gegen die Strömungsrichtung sich bewegende Fläche sich horizontal stellt, mithin den geringsten Widerstand bietet, der denkbar ist.

Durch die Senkrechtstellung der Fläche quer zur Strömungsrichtung des Strömungsmediums wird mithin der Staudruck des Strömungsmediums voll ausgenutzt, ohne daß die anderen Flächen einen nennenswerten Widerstand bei der Drehbewegung bieten.

Zwar sind Windmesser bekannt, bei denen an einer vertikalen Welle vom Strömungsmedium beaufschlagte Kugelhalbschalen angeordnet sind. Diese Ausbildung ergibt jedoch bei der Drehrichtung gegen die Strömungsrichtung einen erheblichen Widerstand selbst bei Ausbildung des energieaufnehmenden Mittels in Form einer Kugelhalbschale.

In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen dargestellt.

Fig. 1 zeigt die eine Ausführungsform des Flügelrades von der Seite;

Fig. 2 ist eine Ansicht des Gegenstandes gemäß der Fig. 1 von oben;

Fig. ο zeigt die andere Ausführungsform des Flügelrades;

Fig. 4 ist eine Aufsicht auf den Gegenstand gemäß Fig. 3

Wie Fig. 1 zeigt ist die vertikale Welle mit 1 bezeichnet. An dieser Welle 1 ist eine horizontale Aufnahmeplatte 2 angebracht, an der die horizontalen Achsen 3

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sternförmig angebracht sind. Auf dieser horizontalen Achse 3 lagert mit Hilfe der Lager 4 und 5 die Fläche 6. Damit ist die Fläche 6 um die Achse 3 schwenkbar. Damit in der Anströmrichtung (Pfeil 7) die Fläche 6 die vertikale Lage beibehält, ist an der Achse 3 ein Anschlag 8 angebracht, an den die Fläche mit ihrem daran befestigten Widerlager 9 anschlägt.

In Fig. 2 nimmt mithin die Fläche 6 die energieaufnehmende Lage ein. An der Welle 1 sind darüberhinaus noch weitere Flächen 6a und 6b in der gleichen Weise angebracht. Gelangt die Fläche 6 in die Lage der Fläche 6a, dann verschwenkt die Fläche 6a infolge der Strömungsverhältnisse in die horizontale Lage und bietet mithin dem strömenden Medium den geringsten Widerstand.

Sobald die Fläche 6a bzw. 6b wieder in die energieaufnehmende Lage kommt, wie das die Fläche 6 zeigt, dann verschwenkt die Fläche 6a bzw. 6b wieder in die vertikale Lage und nimmt die Energie auf.

In den Fig. 3 und 4 ist eine etwas andere Ausführungsform dargestellt. Dort ist eine vertikale Welle la vorgesehen, an der mehrere horizontale Lagerrohre 10, 10a fest und kreuzweise übereinanderliegend angebracht sind. In diesem Lagerrohr lagert eine Achse 11, an der um 90 versetzt gegenüberliegend die Flächen 12 bzw. 13 angebracht sind. Gelangt mithin die Fläche 12 in die Anströmrichtung (Pfeil 13), dann nimmt es die vertikale Lage ein, gleichzeitig nimmt aber die gegen-

überliegende Fläche 13 die horizontale Lage ein und bietet mithin den geringsten Widerstand gegenüber dem Strömungsmedium. Die anderen an der Welle la angebrachten Flächen 14 und 15 nehmen in der gezeigten Stellung eine mittlere Lage zwischen den beiden Extremstellungen ein.

Auch bei dieser Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß · die vertikale Lage der energieaufnehmenden Fläche 12 fixierbar ist. Das geschieht mit Hilfe eines Widerlagers 14, das an der Achse 11 angebracht ist und das an einen Anschlag 15 anstößt, der an der Welle la angebracht ist.

Damit die energieaiifnehmende Lage mit Sicherheit eingenommen wird, ist die Achse 11 oberhalb des Schwerpunktes der Fläche 12 befestigt. Dadurch besteht eine Tendenz zum automatischen Verschwenken der Fläche, wenn die Fläche in die energieaufnelimenden Lage kommt.

Es kann die Achse auch durch den Schwerpunkt der Fläche gelegt werden. In diesem Fall muß mit Hilfe einer mechanischen Verschwenkvorrichtung dafür gesorgt werden, daß die Fläche auch tatsächlich in die energieaufnehniende Lage gelangt. Beispielsweise kann das dadurch geschehen, daß die Achse 11 mit Zapfen 16 versehen ist, die an einer Schraubenflächt' 17 entlang laufen und dadurch automatisch ein Verdrehen der Achse 11 bewirken. Dabei muß die Schraubenfläche 17 immer so liegen, daß beim Verschwenken der Fläche in die vertikale Lage auch tatsächlich die Anströmrichtung stimmt. Deshalb kann die Schraubenfläche an einer Dreh-platte 18 angebracht sein, die mit Hilfe einer Windfahne 19 die erforderliche Lage einnimmt (Fig. 6 und 7).

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Die Fig. 5 zeigt die Anordnung mehrerer Flügelräder übereinander mit den Flächen 20, 21, 22, 23, 24.

- Ansprüche -

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Claims (7)

24.1.1983 W/H j _ 831/10392 Frantisek Svatek, Am Junkerrain 3, 3509 Morschen-Eubach Ansprüche

1. Flügelrad, insbesondere zur Energiegewinnung aus strömenden Medien, bestehend aus auf einer Welle angeordneten vom Strömungsmedium beaufschlagten Flächen,

dadux'c'i gekennzeichnet, daß

die Flächen (6, 6a, 6b, 12, 13, 14, 15) um eine vertikale Welle (1, la) drehbar und um eine horizontal an der Welle angebrachten Achse (3, 11) verschwenkbar sind und daß die Flächen in der energie^ aufnehmenden Lage fixierbar sind.

2. Flügelrad nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet , daß

die Flächen an einer horizontalen Achse (11) fest, jedoch um 90° versetzt angebracht sind, wobei die horizontale Achse (11) um einen gewissen Winkel verdrehbar an der Welle gelagert ist.

- II -

- II -

3. Flügelrad nach Anspruch 2

dadurch gekennzeichnet, daß

die Welle (la) ein oder mehrere horizontale Lagerrohre trägt, in der die Achse (11) mit den versetzt angeordneten Flügeln lagert.

4. Flügelrad nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet , daß

die Fläche im wesentlichen eben ausgebildet ist und eine geringe Dicke aufweist.

5. Flügelrad nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiermittel Anschläge bzw. Widerlager sind, die an der Achse bzw. an der Fläche angebracht sind.

6. Flügelrad nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet , daß die Fläche an der Achse oberhalb des Schwerpunktes der Fläche befestigt ist.

7. Flügelrad nach Anspruch 1

dadurch gekennzeicVinet , daß bei Verlauf der Achse durch den Schwerpunkt der Fläche mechanische Verstellmittel für die Achse vorgesehen sind, z.B. an der Achse befestigte Zapfen, die an einer Schraubenfläche entlanglaufen.