DE883429C - Windkraftmaschine - Google Patents

Description

• Windkraftmaschine Auf dem Gebiete der Windkraftmaschinen sind schon eine ganze Reihe von Typen geschaffen worden. Die bekannten Win:d'kraftmaschinen mit waagerechter Drehachse erfordern eine S:chwenkbarkeit um die vertikale Achse, um das Flügelrad in die Windrichtung einzudrehen, und sind ferner infolge der Höhe ihrer waagerechten Drehachse umständlich hinsichtlich der Kraftübertragung. Letztere ist bei den Wind'kraftmaschinen mit vertikaler Drehachse besser, dafür entsteht aber durch den Rücklauf der Flügel ein Widerstand, der bisher nur durch komplizierte ;Maßnahmen zu beseitigen war.
• Die Erfindung will die Vorteile beider Systeme in sich vereinigen und beschreitet :dabei einen grundsätzlich neuen Weg, indem sie von einer kinematischen Maßnahme Gebrauch macht, die im folgenden näher erläutert wird.
• Inder Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Windkraftmaschine .dargestellt, und es zeigen Fig. ,z und 2 Vorder- und Seitenansicht der erfindangsgemäßen Windkraftmaschine, Fig. i a und a a die zugehörigen Grundrisse und die Fig. 3 und q. Einzelheiten der Umlaufstellungen. Die Maschine ist auf einer Säule B montiert, welche die lotrechte Drehachse des ganzen Systems bildet und bei 2l im Fundament befestigt ist. Die Säule B endigt oben in einer Pfanne, in welcher ein Kugelzapfen C lagert, auf dem die beweglichen Teile sich aufbauen. Es ist eine fächerförmige Prellfläche in Form eines Flügels, F vorgesehen, welcher in der Mitte geteilt ist.
• Die Flächen F sind an :Masten befestigt, die von einem gemeinsamen Haltestück ausgehen, das wiederum auf einem Gitterträger befestigt ist, der unten in dem genannten Kugelzapfen C endigt.
• Vom Fußteil des Gitterträgers führen zwei Stangen nach unten, welche gelenkig mit an einem Schwungrad R befestigten Armen D verbunden sind. Das Schwungrad R ist höhenverstellbar gelagert und mit einer Hohlwelle E drehfest verbunden, welche auf der Säule B gelagert ist und entsprechende Aggregate, z. B. einen-Generator, antreibt.
• Die beiden Verbindungsgelenke der Stangen mit den Armen D bestimmen eine horizontale, durch den Kugelzapfen C gelegte Schwenkachse der Flügelflächen F. Diese sind zu der Schwenkachse winkelversetzt (etwa 45°), so .daß sich beim Ausschwenken der Flächen F unter dem @Vin:d@druclc sofort eine Drehkomponente ergibt. Gleichzeitig wird mittels der Arme D das Schwungrad je nach Windstärke gehoben, welches infolge seines Gewichtes die normale, lotrechte Stellung des Fächers sichert. Vermindert sich im Laufe der Drehung die Wrindkraftwirkung, so überwiegt die Gewichtswirkung, und der Fächer F schwingt wieder zurück, wobei er die Ruhelage überschreitet, so daß jetzt die andere Seite der Flügelflächen zur Wirkung kommt und sich derselbe exzentrisch zur Achse B vollziehende Umlauf wiederholt.
• Es wird also der bei den Windrädern mit senkrechter Drehachse hinderliche (bremsende) Teil der Flügelstellungen, nämlich wenn sie dem Winde entgegenlaufen, ausgeschaltet, derart, daß zweiinaliger Einsatz der wirksamen Fläche bei einer ganzen Umdrehung zustande kommt. Erreicht wird dies also dadurch, daß nur ein aufrechter, um eine horizontale Schwenkachse schwingender und gleichzeitig rotierender Flügel von einer Komponente der Windkraft in einen Abstand von der vertikalen Achse unter Überwindung einer Gegenkraft gedrückt wirrt und einen Hebelarm bekommt, welcher aber bei Parallelstellung zum Windstrom wieder verschwindet, worauf der Flügel unter Übergehung der hinderlichen (bremsenden) Stellungen zum Anfang der wirksamen hi.nüberschlägt. Bei den in Fig. 3 angegebenen Stellungen ist z. B. bei L- die Fläche nach rechts gedrückt. Infolge des Winkels zwischen der Flügelfläche F und deren horizontaler Schwenkachse in C ergibt sich unter der Einwirkung des Windes auf den Flügel eine nach rechts außen drückende und gleichzeitig eine drehende. Windkraftkomponente. Die drückende Komponente hat eine Vergrößerung des Hebelarmes des Flächenschwerpunktes, in dem die Windkraft angreift, zur Folge, wodurch Glas Drehmoment verstärkt wird. Bei der Stellung 3 hat die Verschiebung durch die Wirkung der Arme D ihr Höchstmaß erreicht, so daß nur noch die drehende Komponente sich auswirkt. Bei q. beginnt mit wachsender Parallelstellung der Fläche zur Windrichtung die vorhin in der Gegenkraft, einer Feder, einem gehobenen Gewicht od. dgl. aufgespeicherte Energie die Rückwärtsbewegung zur aufrechten Stellung und darüber hinaus zur Stellung I einzuleiten, wo das Spiel von neuem beginnt.
• Infolge des Winkels zwischen Flügelfläche und horizontaler Schwenkachse wird eine Einstellung in die Windrichtung iiberflüssig gemacht. Auch ohne Turm ist der aufrecht stehende Flügel stets genügend hoch über dem Erdboden.
• Für die Unschädlich- bzw. Nutzbarmachung sehr starker Winnie erscheint die in Fig. d angedeutete Möglichkeit zweckmäßig: Bei starkem Wind nehmen die beiden elastisch verwindbaren Flügelhälften die in Fig. q. punktiert gezeichneten Stellungen ein. Hierbei wird zugunsten der Drehkomponente die nicht drehende Komponente des Windruckes vermindert. Im Grenzfall gehen bei Stellung q. die Flügel nicht mehr zurück, sondern bleiben parallel zur :Windrichtung stehen, wobei die Flügel wie eine Windfahne hinten überhängen. Hebt man das mit seiner Welle E auf B senkrecht verschiebbare Schwungrad R etwas an, etwa mit einem von unten schleifenden und bremsenden Hebebaum, so hängt der Flügel ebenfalls als Windfahne hinten über, ohne sich zu drehen. Hebt man noch stärker, so springt der Flügel bei C aus der Pfanne und läßt sich umlegen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Windmotor mit lotrechter Drehachse, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Drehachse symmetrisch angeordneter Flügel durch den Win@ddruck um eine horizontale, die Flügelfläche in der Drehachse schneidende Schwenkachse (C) ausgeschwenkt wird, wodurch bezüglich der Drehachse ein Drehmoment auftritt, und daß ein den Flügel bezüglich der Schwenkachse (C) wieder aufrichtendes Moment vorhanden ist.
2. 2. Windmotor nach Anspruch z, gekennzeichnet durch eine Winkelversetzung der Flügelfläche (F) zur Schwenkachse (C) von einer Größe bis 45°.
3. 3. Windmotor nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Flügel bezüglich der Schwenkachse (C) wiederaufrichtende Moment durch Feder- oder Gewichtsbelastungen hervorgerufen wird.
4. 4. Windmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsbelastung durch ein mit dein Flügel rotierendes horizontales Schwungrad (R) erfolgt, das gleichzeitig die Umfangskräfte vergleichmäßigt und höhenverstellbar angeordnet ist. 5.. Windmotor nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel mit einem Kugelzapfen auf einer Säule (B) gelagert und mit einer nach unten weisenden Gabel versehen ist, an deren unteren Enden mittels Kurbelarmen (D) das zur Drehachse des Flügels zentrische Schwungrad (R) angelenkt ist, wobei durch die Gelenke die zur Flügelfläche versetzte Schwenkachse (C) bestimmt ist.