DE867380C

DE867380C - Windkraftanlage

Info

Publication number: DE867380C
Application number: DEK7317D
Authority: DE
Inventors: Oskar Ludwig Kuntz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1944-06-28
Filing date: 1944-06-28
Publication date: 1953-02-16

Description

Windkraftanlage Der Wille zur Ausnutzung der sich stetig erneuernden Windkräfte ist uralt, und verschieden sind .die Wege. Keine der bislang erfundenen 1#Iaschinen und Anlagen kann als vollkommen angesprochen werden.
Eine vollkommene Anlage muß so konstruiert sein, da13 sowohl alle Windstärken, die ungleichmäßig auftreten, als auch Gegenwinde, wie sie in der Trennschicht zwischen Boden- und Höhenwinden vorkommen, und aufsteigende Winde an Gebirgskämmen ausgenutzt werden. Dienachstehend beschriebene und abgebildete Anlage (Abt. i bis 3) entspricht diesen Anforderungen in jeder Weise. Die Anlage besteht aus drei Hauptbestandteilen, dem äußeren Turbinengehäuse A, dem inneren, um eine senkrecht gelagerte Achse sich drehenden Turbinenrad B und dem direkt gekuppelten Generator.
Dias Turbinengehäuse A, das bei großen Anlagen zweckmäßigerweise aus Eisenbeton angefertigt wird, besteht wiederum aus drei Hauptteilen: dem kegelig ansteigenden Unterteil a, dessen Innenräume zur Aufnahme der elektrischen Anlage dienen, dem doppelkegeligen Oberteil b, das gleichzeitig als Dach dient, und den zwischen beiden senkrecht angeordneten und gleichzeitig als Stütze dienenden: Windzuführungs- und Ableitflügeln c. Durch die kegelige Form des Unter- und Oberteiles a und b des Gehäuses A sowie durch die Windzuführungs-und Ableitflügel c werden sämtliche der Anlage entgegenströmenden Winde dem in der Mitte liegenden Turbinenrad B zugeführt und durch die Windzu,-führungsflügel e bereits in die Richtung gelenkt, in der sich das Turbinenrad B bewegt. Die Windzuführungs-Bund Ableitflügel e, die in größerer Anzahl um das Turbinenrad B angeordnet sind und sich jeweils diagonal gegenüberstehen, haben eine besondere aerodynamische Form, um auch die seitlich vorbeiziehenden Winde dem Turbinenrad zuzuleiten. Es werden somit alle erreichbaren Winde aufgefangen und in das Turbinenrad geleitet, wodurch Bein bedeutend größerer Luftdruck erzielt wird, oder leine Leistungssteigerrung bedingt.
Das Turbinenrad B, das sich rum seine senkrecht stehende Achseid bewegt, besitzt vier oder mehr halbkreisförmig gebogene, auf der Innenseite tangential verlängerte Schaufelre, wobei sich jeweils zwei Tangenten gegenüberstehen und durch überkreuzte Kanäle/ einen Luftdurchlaß ermöglichen. Innerhalb der Schaufeln e sind Leitbleche g angebracht, die ,den ,durchströgmenden Wilnd,den Kanälen zuführen. Um den Winddruck bestmöglich auszunutzen, erhalten die Innenwände der Schaufelre in ihrer ganzen Höhe eine wulstartige, nasch den aerodynamischen Gesetzen ausgeführte Windauffang-und Ableitvorrichtung h.
D!ie durch die Kanäle durchströmenden Luftmengen bewirken auf den gegenüberliegenden Schaufeln Beinen weiteren Dmuck, wodurch eine Beschleunigung der Turbinenumdrehungen erzielt wird, und leiten über die Windableitflügel e die sich hinter der Turbine bildenden Luftwirbel sowie die in die Schaufelräume gepreßte und die Drehbewegung mitmachende Luft weg.
;Mit -dem Turbinenrad B ist die Generatoranlage direkt gekuppelt: Obwohl die Turbine, bedingt durch ihre Konstruktion, eine verhältnismäßig hohe Umdrehungszahl ierreicht, gehört sie doch zu der Gattung,der Langsamläufer. Zur Energiegewinnung muß deshalb Bein velpoliges großes Polrad, das aus! Zweckmäßigkeitsgründen an der ' unteren Turbinenscheibie angebracht oder mit dem auf Rollen gelagerten Laufring verbunden ist, verwendet werden. Durch das dauernde Schneiden der versetzt und verschränkt angeordneten Kraftfelder wird die gleiche Wirkung wie bei einem wenigpoligen S-chnelläufergenerator erzielt.
Dia. mit jeder höheren Windstärke ein größerer Druck auf die Turbine erfolgt, der ein schnelleres Laufen bewirkt, müssen, um eine gleichmäßige Tourenzahl beizubehalten, neue Kraftfelder eingeschaltet werden. Dien Generator besitzt deshalb mehrere .neben- oder untereinander angeordnete und automatisch geschaltete Polräder, wobei je nach Windstärke leine entsprechende Anzahl Pole, bedingt durch den größeren Duck und die etwas größere Umdrehungszahl, automatisch eingeschaltet und mit Strom durchflutet werden, wodurch neue Kraftfeld er entstellen,-die durch ihre, Schreidung nicht nur mehr Energie hervorbringen, sondern auch gleichzeitig bremsend wirken und so ein gleichmäßig schnelles Laufen der Turbine bewirken. Brei Abflauen des Windes wird durch den geringeren Druck und das Langsamerlaufen automatisch rückgeschaltet,- so daß wiederum eine gleichmäßige Tourenzahl erzielt wird.
Mit dieser Anordnung .und Kupplung der Kraftfelder ist ges möglich, das Turbinenrad im Leerlauf anlaufen, zu lassen und auch geringe Windstärken auszunutzen. Bedingt durch die stabile Bauart der Anlage und Maschinerie ist es möglich, auch gdie größten Windstärken auszunutzen. Alle Winde, ganz gleich von welcher Richtung sie kommen, auch Gegenwinde, wie sie in der Trennschicht des öfteren entstehen, werden ohne Verstellung der Anlage der Turbine zugeführt und verwertet.
Durch die zweckmäßige Gestaltung des Turbinengehäuses ist dem Turbinenrad mit den empfindlicheren Teilen jeglicher Schutz gegen Regen; Schnee- und Sandstürme gegeben, so daß die Antage in allen Gegenden pngehindert von Hitze und Kälte verwendet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Windkraftanlage, bestehend aus einem äußeren Turbinengehäuse, einem inneren, um eine senkrecht gelagerte Achse sich drehendem, Turbinenrad und einem direkt gekuppelten Generator, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Turbinengehäuse (A) ein vieleckiges kegeliges Unterteil (a), ein vieleckiges doppelkegeliges, gleichzeitig als Dach ausgebildetes Oberteil (b) und, den einzelnen Himmelsrichtungen entsprechend, rings um das Turbinenrad (B) diagonal ,gegenüberstehend angeordnete, aero,dyn=isch ausgebildete, gleichzeitig als Stütze dienende Windzuführungs- und Ableitflügel (e) besitzt, die ohne jegliche Verstellung der Anlage den Wind, gleich von welcher Richtung gen kommt, auffangen, in die Drehrichtung des Turbinenrades (B) umleiten und gdem innerhalb des Gehäuses (A) um eine senkrecht stehende Achse (d) sich bewegenden Turbinenrad (B) zuführen, um ihn nach der Arbeitsleistung weiterzuleiten.
2. Windkraftanlage nasch Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das um eine senkrecht stehende Achse (d) 'sich bewegende Turbinenrad (B) vier oder mehr halbkreisförmig gebogene, um die Mitte versetzt angeordnete, auf der Innenseite tangential verlängerte Schaufeln (e) besitzt, wobei sich jeweils zwei Tangenten gegenüberstehen und durch überkreuzt angeordnete, übereinanderliegende Kanäle (f) einen Luftdurchlaß ermöglichen, -die, um im Innern Luftwirbel zu vermeiden, an- und absteigende, stromlinienförmig gehaltene Leitbleche (g) erhalten.
3. Windkraftanlage nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, :daß die Innenwände der halbkreisförmig gebogenen Schaufeln (e) des Turbinenrades (B) in ihrer ganzen Höhe eine wulstartige, aerodynamisch :durchgebildete Windauffang-und Ableitvorrichtung (h) erhalten. ¢. Windkraftanlage nach Anspruch i, z und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromgewinnung mehrere neben- oder untereinander angeordnete und automatisch geschaltete, große, mit vielen versetzt und verschränkt angeordneten Kraftfeldern versehene Polräder verwendet werden, wobei sieh je nach Windstärke eine ,entsprechende Serie Kraftfelder automatisch stufenweise (ein-oder abschaltet, um einte gleichmäßige Tourenzahl der Generatoranlage zu erreichen und jede Windstärke auszunutzen.