DK164233B - Vindkraftmaskine med lodret akse - Google Patents

Description

i

DK 164233 B

Opfindelsen angår en vindkraftmaskine med en om en lodret akse drejelig rotor med mindst tre i hovedsagen radialt forløbende rotorblade, der opdeler rotoren i lige store sektioner. Vind-kraftmaskiner af denne art kendes fra de tyske brugsmønstre 5 nr. 86 31 273 og nr. 86 00 597. Ved disse kendte vindkraftmaskiner er rotoren forsynet med tre eller flere i hovedsagen radialt stående rotorblade, der i deres radialt yderste kantområde er vinklet omtrent 45° mod rotorens omdrejningsretning. Ved de kendte vindkraftmaskiner er den side af rotoren, 10 der bevæger sig mod vinden, afdækket af en indretning, som kan dreje om rotorens akse og af en vindfane kan drejes i vinden.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at simplificere en vindkraftmaskine af den indledningsvis nævnte art, således at 15 den er billig at fremstille og således, at indretningen der afdækker den mod vinden drejende del af rotoren ikke er nødvendig.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at rotorbladene er opdelt 20 i to eller flere delblade, og at der mellem hosliggende delblade er indrettet vertikale spalter til luftgennemstrømning.

Rotoren ifølge opfindelsen har den fordel, at rotorbladene i det mod vinden drejende område udviser en ringere modstand end 25 rotorbladene på de kendte vindkraftmaskiner.

Delbladene er i deres randområder afbøjet mod rotorens omdrejningsretning omkring ca. 50°, således at de har et skål- eller trugformet tværsnit.

30

Det har vist sig, at denne vindkraftmaskines virkningsgrad kan forbedres ved, at delbladene med deres i hovedsagen plane område ikke står radialt, men er drejet således om en lodret akse, at de med deres radialt inderste kanter i rotorens om-35 drejningsretning ligger foran den tilhørende radius og med de radialt yderste randområder ligger bag denne tilhørende radius .

DK 164233 B

2

Yderligere trak ved opfindelsen fremgår af underkravene.

Vindkraftmaskinen ifølge opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til en bestemt udførelsesform samt 5 tegningen, hvor fig. 1 viser i perspektiv fra oven en totrins vindkraftmaskine ifølge opfindelsen, 10 fig. 2 i snit en af den i f i g. 1 viste vi ndkraf tmaski nes rotorer, fig. 3 samme som i fig. 2 med antydet vindstrømningsforløb, og 15 fig. 4 fra oven et delblad.

Den i fig. 1 viste vindkraftmaskine har en rotor 1, der i en holder eller et stativ 2 er drejeligt lejret om en lodret akse. Rotoren 1 har et øvre trin 11 og et nedre trin 12. I hvert 20 rotortrin 11, 12 er indrettet tre rotorblade A, B og C. Rotorbladene A, B og C opdeler hvert rotortrin 11, 12 i tre lige store sektioner. Det øvre trins 11 rotorblade A, B C er i forhold til det nedre trins 12 rotorblade A, B C forsat halvdelen af en sektion.

25

Hvert rotorblad A, B og C er lodret opdelt i tre delblade 3, 4 og 5. Som vist i fig. 2 befinder der sig mellem de hosliggende delblade 3 og 4 henholdsvis 4 og 5 lodrette slidser 6, hvorigennem der kan strømme luft. Delbladene 3, 4 og 5 står med 30 deres i hovedsagen plane områder 8 ikke radialt, men er anbragt drejet en vinkel β på ca. 20° om en lodret akse fremad i omdrejningsretningen.

Som det især er vist i fig. 4, er delbladenes 3, 4 og 5 kant-35 områder 7a og 8a vinklede en vinkel μ på ca. 30° mod omdrej-ninsretningen eller er afrundet således, at delbladene, set fra oven, er udformet med skål- eller trugform. Ved denne form

DK 164233B

3 og indretning af delbladene 3, 4 og 5 tilvejebringes - som vist i fig. 3 - en særlig, udadvirkende vindstrømning, som er vist på rotorbladet B i fig. 3. Herved opnås, at det imod vinden drejende område af rotoren 1, som fanger vinden an, udad 5 føres forbi over en luftpude på indretningen, og derefter omtrent 45· før stillingen svarende til rotorbladet C i fig. 2 på den anden side (aktivsiden) af rotoren 1 føres af vinden. Herved udnyttes omtrent 2/3 del af den på indretningen virkende vindenergi. Især for anløbsfasen og ved stærkere belastning 10 er det vigtigt, at den "aktive" vind igennem spalten 6 mellem hosliggende delblade 3, 4 og 4, 5 strømmer indad og drejer rotoren 1 i omdrejningsretningen. Ved stillingen på omtrent 30* af et rotorblad A i forhold til vindretningen kan vinden strømme gennem rotorbladets A spalte 6 mod rotorbladet B. Ved 15 bevægelsen fra stillingen ved omtrent 90° svarende til rotorbladet A i fig. 2 og til omtrent 120* svarende til rotorbladet A i fig. 3, finder i kort tid en standsning af vinden sted, hvorefter vinden strømmer udad, og derved opbremses af de afbøjede radialt yderste endeområder 8a af delbladene 3, 4 og 5. 20 Dermed kan den største del af vindenergien fra indretningen optages og videreføres til strømfremstillingen eller den mekaniske anvendelse. Hvert af de enkelte rotorblade A, B, C udfører altså i tidsrummet af halv omdrejning på den "aktive" side en strømnings-sti Istands-strømningsfase. Denne forudsætning er 25 særlig gunstig for indretningens anløbsfase ved belastning og ved ringe vindstyrker.

Ved den kendte Savonius-rotor arbejdes derimod med en kort stilstandsfase ved omtrent 90°.

30

Ved høje vindhastigheder, d.v.s. ved høje omdrejningstal af rotoren 1, danner der sig et roterende tilstødende vindområde, hvorved kun en del af vindkraften overføres i drejning, hvorved en overdrejning af rotoren 1 forhindres.

Denne vindkraftmaskine kan anvendes til tilnærmelsesvis alle vindstyrker og i forhold til propelleranlæggene er den vindret ni ngsuafhæng i g.

35

Claims (8)

15 Patentkrav.

1. Vindkraftmaskine med en om en lodret akse drejelig, uaf-skærmet rotor (1) med mindst tre i hovedsagen radialt anbragte 20 rotorblade (A, B og C), som opdeler rotoren (1) i lige store sektioner, kendetegnet ved, at rotorbladene (A, B, C) lodret er opdelt i flere delblade (3, 4, 5), og at der mellem delbladene (3, 4, 5) er indrettet lodrette spalter (6) til luftgennenmstrømning, og at de radialt yderste randområder 25 (8a) af delbladene (3, 4, 5) i forhold til det øvrige, mere radiale forløb af delbladene (3, 4, 5) er afbøjet eller knækket mod rotorens (1) omdrejningsretning.

2. Vindkraftmaskine ifølge krav 1, kendetegnet 30 ved, at delbladene (3, 4, 5) er lige store.

3. Vindkraftmaskine ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at randområderne (8a) er afbøjet omtrent 50“ mod rotorens (1) omdrejningsretning. 35

4. Vindkraftmaskine ifølge et eller flere af kravene 1-3, kendetegnet ved, at delbladene (3, 4, 5) i forhold DK 164233 B til den tilhørende radius (9) om en lodret akse er drejet i rotorens (1) omdrejningsretning, således at deres radialt inderste kanter (7) i rotorens (1) omdrejningsretning ligger foran denne radius (9) og de radialt yderste randområder (8a) 5 af delbladene (3, 4, 5) ligger bag denne radius (9).

5. Vindkraftmaskine ifølge krav 4, kendetegnet ved, at delbladene (3, 4, 5) er drejet ca. 20° i forhold til radius (9) af de tilhørende rotorblade (A, B, C). 10

6. Vindkraftmaskine ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at delbladenes (3, 4, 5) radialt inderste endeområde (7a) og radialt yderste endeområde (8a) er vinklet 20 til 60°. 15

7. Vindkraftmaskine ifølge et eller flere af kravene 1-6, kendetegnet ved, at afstanden (L) mellem hosliggende delblades (3, 4, 5) knækpunkter (10) tilnærmelsesvis svarer til længden af den plane del (8) af et del bl ad (3, 4, 5) plus 20 længden af det indre kantområde (7a).

8. Vindkraftmaskine ifølge et eller flere af kravene 1-6, kendetegnet ved, at det i hovedsagen plane område (8) af delbladene (3, 4, 5) er svagt bukket. 25 1 35