NL9001343A - Windmolen. - Google Patents

Description

WINDMOLEN

De uitvinding heeft betrekking op een windmolen omvattende een roteerbaar om een verticale aslijn gemonteerd schoepenwiel met een aantal zich in hoofdzaak volgens radiale lijnen ten opzichte van de aslijn uitstrekkende schoepen.

Een dergelijke windmolen, waarbij de schoepen gevormd worden door verticale vleugelprofielen, is algemeen bekend.

Een windmolen van deze soort heeft ten opzichte van windmolens met een liggende rotatie-as van de schoepen of wieken het voordeel, dat deze niet voorzien behoeft te zijn van een krui-inrichting, waarmee de molen op de wind gericht wordt. Bij te hoge windsnelheid of onvoldoende belasting kan een molen "op hol slaan". Om veiligheidsredenen moet daarom een zeer betrouwbaar werkende reminrichting worden aangebracht, waardoor een dergelijke molen gecompliceerd en duur wordt.

De uitvinding beoogt nu een windmolen van de in de aanhef omschreven soort te verschaffen die eenvoudig van constructie en inherent veilig is.

Bij een molen volgens de uitvinding wordt dit bereikt doordat de schoepen vlakke schoepen zijn en elk om een radiale lijn roteerbaar tussen een liggende rustpositie en een staande werkpositie zijn gemonteerd, en windrichtingafhankelijke bestu-ringsmiddelen zijn aangebracht die de schoepen in bedrijf telkens in de werkpositie houden, over het gedeelte van de omwenteling van het schoepenwiel, waarin elke schoep in de windrichting beweegt.

Hierdoor wordt de windmolen aangedreven door de druk die de wind op de in de werkstand gepositioneerde vlakke schoepen uitoefent. De maximale rotatiesnelheid van de molen bij een bepaalde windsnelheid is automatisch begrensd tot de rotatiesnelheid waarbij de schoepen een omtreksnelheid hebben gelijk aan de windsnelheid. De molen kan daardoor niet "op hol slaan", zodat deze inherent veilig is en een dure reminrichting overbodig is. Aangezien de windrichtingafhankelijke besturingsmidde-len slechts geringe krachten ondervinden voor het verdraaien van de schoepen om hun radiale as, kunnen deze besturingsmidde-len eenvoudig en licht worden uitgevoerd.

Een gunstige uitvoering van de windmolen volgens de uitvinding is in conclusie 2 gekenmerkt. Hiermee wordt op eenvoudige wijze bereikt, dat de schoepen telkens over dezelfde optimale omtrekshoek in hun werkstand worden gehouden, en over de resterende omtrekshoek in de ruststand.

Een eenvoudige uitvoering wordt daarbij bereikt met conclusie 3.

Bij voorkeur draagt het roteerbare curve-element een windvaan. Hierdoor wordt het curve-element op zeer eenvoudige wijze in de juiste positie ten opzichte van de windrichting gehouden, zodat eveneens de schoepen telkens in de juiste stand ten opzichte van de windrichting in de werkstand en weer terug in de ruststand worden gezet. Op deze wijze kan dus worden volstaan met één enkel beweegbaar, dat wil zeggen om de verticale aslijn roteerbaar element voor het windrichtingafhankelijk besturen van de schoepen.

Door de vlakke uitvoering van de schoepen hebben deze in hun liggende rustpositie, waarin deze tegen de wind in bewegen, een minimale weerstand. Volgens een verdere ontwikkeling van de uitvinding hebben de vlakke schoepen aan hun uiteinde bij voorkeur, een gebogen rand. In de werkzame staande positie verkrijgen de schoepen hierdoor een grotere weerstand, zodat de wind een beter houvast op de schoepen heeft, doordat de lucht minder makkelijk aan het einde van de schoep van deze afstroomt. In de liggende rustpositie levert de gebogen rand geen of vrijwel geen extra weerstand op, in elk geval niet over het gedeelte van de omwenteling waarin de schoep in hoofdzaak recht tegen de wind in beweegt.

De uitvinding zal in de volgende beschrijving nader toegelicht worden aan de hand van de bijgevoegde figuur.

In deze figuur wordt een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht getoond van een windmolen volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding.

De windmolen 1 omvat een basisplaat 2 die op een horizontaal vlak, in dit geval bijvoorbeeld een dak 3 van een gebouw is gemonteerd. De basisplaat 2 draagt een lager 4 waarmee een schoepenwiel 5 om een verticale aslijn roteerbaar is gemonteerd .

Het schoepenwiel 5 omvat een aantal armen 6, die elk een schoep 7 dragen. De armen 6 strekken zich in hoofdzaak radiaal ten opzichte van de verticale rotatie-as van het schoepenwiel 5 uit.

De schoepen 7 zijn door middel van een lagerbus 8 om de radiale armen 6 roteerbaar gemonteerd. Aan zijn naar het midden gekeerde einde is elke schoep 7 voorzien van een uitstekende nokrol 14, die in contact is met een curverand 13 van een cur-ve-element 12 dat concentrisch met de verticale aslijn en roteerbaar daaromheen is gemonteerd.

In elke lagerbus 8 is een veer 9 gemonteerd, die met één einde verbonden is met de arm 6 en met het andere einde met de betreffende bus 8, en die onder een zodanige voorbelasting staat dat deze de nok 14 naar beneden, in contact met de curverand 13 dwingt.

Zoals de figuur bij 12 toont omvat het curve-element een verlaagd gedeelte over ruim 90" van de omtrek. In dit gedeelte kan de nokrol 14 dus naar beneden bewegen, waardoor de schoep waarmee deze is verbonden, door de werking van de veer 9 vanuit een liggende rustpositie in een staande werkpositie wordt gezwenkt. In deze staande werkpositie heeft de wind, waarvan de richting met pijl 15 is aangegeven, vat op de schoep en oefent daarop een in de figuur gezien naar rechts gerichte kracht uit. Wanneer dus een schoep 7 in het algemeen in de windrichting 15 beweegt, neemt deze de verticale werkpositie in, terwijl in het overige gedeelte van de rondgaande beweging de schoepen 7 de liggende ruststand hebben. De teruggaande beweging, tegen de windrichting 15 in, geschiedt dus met een minimale luchtweerstand.

Het curve-element 12 is door middel van een lager 16 roteerbaar om de verticale aslijn gemonteerd, zodanig dat deze in de juiste positie ten opzichte van de windrichting 15 kan worden gedraaid, voor het op de juiste wijze bedienen van de schoepen. Het in de juiste stand ten opzichte van de windrichting 15 plaatsen van het curve-element 12 wordt bij de getoonde uitvoeringsvorm teweeggebracht door een windvaan 17 die vast met het curve-element 12 is verbonden. Bij het draaien van de windrichting 15, zal door de windvaan 17 het curve-element 12 automatisch meedraaien, zodat te allen tijde de schoepen 7 optimaal worden bestuurd voor het opvangen van de wind.

Met de roterende as van het schoepenwiel 5 is op gebruikelijke wijze een vermogen opnemende inrichting, zoals een generator of een pomp verbonden.

Zoals beschreven, wordt bij de in de figuur getoonde uitvoeringsvorm de volger van elke schoep in contact gehouden met het curve-element 12, door een veer 9. Volgens een andere uitvoeringsvorm kan elke schoep in plaats daarvan met zijn zwaartepunt exentrisch ten opzichte van de radiale lijn worden gemonteerd. In het bijzonder zal de uitvoering worden gekozen dat het zwaartepunt aan de zijde van de radiale lijn ligt waar de volger is aangebracht. De schoepen kunnen dan om de radiale lijn verdraaien onder invloed van het eigen gewicht van de schoepen. Op deze wijze worden de volgers met de curve in contact gehouden. De schoep wordt bij voorkeur zodanig gedimensioneerd dat het resulterende aangrijpingspunt van de windkracht op de schoep zo goed mogelijk op de radiale lijn ligt, zodat de windkracht de zwenkbeweging van de schoepen niet hindert.

De windmolen volgens de uitvinding vereist geen verdere bewakings- of besturingsinrichtingen. De rotatiesnelheid die maximaal kan optreden is eenvoudig af te leiden uit de maximaal optredende windsnelheid. De windmolen volgens de uitvinding kan dus veilig worden geconstrueerd.

De windmolen volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt om op het dak van een gebouw geplaatst te worden. Door de, in het bijzonder bij hoge gebouwen, optredende windsnel-heidsvergroting, kan de windmolen optimaal functioneren. Doordat bovendien een relatief geringe bouwhoogte mogelijk is, in het bijzonder ten opzichte van conventionele windmolens met horizontale draaiingsas , zal een op een dak geplaatste windmolen volgens de uitvinding over het algemeen op gunstige wijze niet vanaf de begane grond zichtbaar zijn.

Claims (6)

1. Windmolen omvattende een roteerbaar om een verticale aslijn gemonteerd schoepenwiel met een aantal zich in hoofdzaak volgens radiale lijnen ten opzichte van de aslijn uitstrekkende schoepen, met het kenmerk, dat de schoepen vlakke schoepen zijn en elk om een radiale lijn roteerbaar tussen een liggende rust-positie en een staande werkpositie zijn gemonteerd, en dat windrichtingafhankelijke besturingsmiddelen zijn aangebracht die de schoepen in bedrijf telkens in de werkpositie houden, over het gedeelte van de omwenteling van het schoepenwiel, waarin elke schoep in de windrichting beweegt.

2. Windmolen volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de besturingsmiddelen een ten opzichte van de verticale aslijn concentrisch curve-element omvatten dat roteerbaar om de verticale aslijn is gemonteerd en dat elke schoep een het curve-element aangrijpende volger draagt.

3. Windmolen volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat elke schoep door een verend orgaan met zijn volger in contact met het curve-element wordt gedwongen.

4. Windmolen volgens conclusie l, met het kenmerk, dat elke schoep met zijn zwaartepunt excentrisch ten opzichte van de radiale lijn is gemonteerd en door zijn eigengewicht met zijn volger in contact met het curve-element wordt gedwongen.

5. Windmolen volgens conclusie 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat het roteerbare curve-element een windvaan draagt.

6. Windmolen volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vlakke schoepen aan hun uiteinde een gebogen rand hebben.