NL8000416A

NL8000416A - IMPELLER FOR A WINDMILL, FAN OR THE LIKE.

Info

Publication number: NL8000416A
Application number: NL8000416A
Authority: NL
Original assignee: Witsenburg Paul Alexander
Priority date: 1980-01-23
Filing date: 1980-01-23
Publication date: 1981-08-17
Also published as: EP0033176A3; EP0033176A2

Description

* ί* ί

Lx 5623Lx 5623

Schoepenwiel τοογ een windmolen, ventilator of dergelijke .Fan wheel τοογ a windmill, fan or the like.

Teneinde het verbruik van minerale brandstoffen te beperken, bestaat er een groeiende behoefte aan andere energiebronnen.In order to limit the consumption of mineral fuels, there is a growing need for other energy sources.

Een van de beschikbare natuurlijke energiebronnen is de windenergie.One of the available natural energy sources is wind energy.

Er zijn van oudsher voor dit doel windmolens bekend, doch 3 deze zijn technisch uiterst onbevredigend en hebben in het bijzonder een slecht nuttig effekt. Later zijn voor dit doel technisch verbeterde windmotoren voor bepaalde doeleinden ontwikkeld, bijvoorbeeld voor het oppompen van water of het voortbrengen van elektriciteit op beperkte schaal, welke windmotoren meestal een aantal op een naaf 10 bevestigde stijve metalen Bchoepen omvatten, waarbij het geheel zich vrij in de wind kan instellen. De afmetingen van dergelijke windmotoren zijn echter beperkt, in het bijzonder wegens het gewicht en de sterkte van de schoepen, terwijl verder het gewicht ervan bij grotere afmetingen aanmerkelijk wordt. Een bezwaar is verder, dat een der-13 gelijke windmotor, in het bijzonder de schoepen ervan, voor een bepaald doel wordt ontworpen, waarbij geen aanpassing aan andere omstandigheden mogelijk is, terwijl verder, in het bijzonder wat de schoepen betreft, niet met eenvoudige eenheidsonderdelen kan worden gewerkt. De kosten van dergelijke windmotoren zijn, vooral bij gro-20 tere afmetingen, dan ook aanmerkelijk.Windmills have traditionally been known for this purpose, but they are technically extremely unsatisfactory and in particular have a poor useful effect. Later, technically improved wind motors for certain purposes were developed for this purpose, for example for pumping up water or generating electricity on a limited scale, which wind motors usually comprise a number of rigid metal blades mounted on a hub 10, the whole being freely positioned in the wind can set. However, the dimensions of such wind motors are limited, in particular because of the weight and strength of the blades, while further, their weight becomes noticeable with larger dimensions. A further drawback is that such a wind motor, in particular its blades, is designed for a particular purpose, whereby no adaptation to other circumstances is possible, while further, in particular with regard to the blades, not with simple unit parts can be worked. The costs of such wind motors are therefore considerable, especially with larger dimensions.

Om een ruimere benutting van windenergie mogelijk te maken, bestaat er behoefte aan windmotoren, die uit eenvoudige en gemakkelijk te vervaardigen onderdelen met een geringe massa kunnen worden opgebouwd, en die gemakkelijk aan uiteenlopende omstandigheden kun-23 nou worden aangepast.In order to allow wider use of wind energy, there is a need for wind motors, which can be built from simple and easy to manufacture parts with a low mass, and which can be easily adapted to various conditions.

De uitvinding beoogt een schoepenwiel voor een windmotor of dergelijke te verschaffen, dat aan deze eisen voldoet. Hetgeen voor een windmotor geldt, geldt ook voor een ventilator, waarmede mechanische energie in luchtstromingsenergie kan worden omgezet, 30 alsmede voor een luchtschroef, bijvoorbeeld voor een als een hef-schroefvliegtuig werkend hefwerktuig of dergelijke.The object of the invention is to provide a blade wheel for a wind motor or the like that meets these requirements. That which applies to a wind motor also applies to a fan with which mechanical energy can be converted into airflow energy, as well as to an air screw, for instance for a hoisting machine or the like operating as a helicopter.

Het schoepenwiel volgens de uitvinding wordt gekenmerkt door een stijve buitenring, een naaf en een stel van tenminste twee door stangen of kabels gevormde spaken voor elke schoep, welke spa-35 ken althans nagenoeg recht tussen de buitenring en de naaf zijn gespannen, waarbij de naaf zich symmetrisch in de as van de buitenring bevindt, en door elk van tenminste twee gaten voorziene schoep- 80 0 6 4 16 * * - 2 - lichamen mst bijvoorbeeld spoel- of strooolijnvormige doorsnede, die tussen de buitenring en de naaf elk op een stel spaken zijn geregen, waarbij de bevestiging van de spaken aan de buitenring en de naaf zodanig is, dat de door deze schoeplichamen gevormde schoepen de 5 voor de gewenste werking vereist kromming verkrijgen.The impeller according to the invention is characterized by a rigid outer ring, a hub and a set of at least two spokes or cables formed for each blade, which spokes are tensioned substantially straight between the outer ring and the hub, the hub is symmetrically located in the axis of the outer ring, and blades each with at least two holes have a diameter of 80 0 6 4 16 * * - 2, for example coil or straw-line cross section, which is arranged in a set between the outer ring and the hub spokes are threaded, the attachment of the spokes to the outer ring and the hub such that the blades formed by these blade bodies obtain the curvature required for the desired action.

In het bijzonder kunnen de schoeplichamen uit een licht materiaal zoals kunststofschuim zijn vervaardigd, waarbij elke schoep uit een aantal afzonderlijke en in het bijzonder onderling gelijke schoeplichamen kan bestaan, die met in hoofdzaak platte kop-10 vlakken tegen elkaar rusten, waarbij de wandgedeelten van de kop-vlakken kunnen zijn afgeschuind, terwijl verschillende lichamen van een schoep door middel van een glad daarop aansluitende omhulling, in het bijzonder uit kunststoffoelie, weefsel of dergelijke, kunnen zijn afgedekt.In particular, the vane bodies can be made of a light material such as plastic foam, each vane consisting of a number of separate and in particular mutually identical vane bodies, which rest against each other with substantially flat head surfaces, the wall parts of the head surfaces may be chamfered, while various vane bodies may be covered by a smooth casing adjoining them, in particular from plastic film, fabric or the like.

15 Nabij de uiteinden van de spaken kunnen afstandhouders zijn aangebracht, die de schoeplichamen op een geschikte afstand van de buitenring en/of de naaf houden.Spacers can be provided near the ends of the spokes, which keep the vane bodies at a suitable distance from the outer ring and / or the hub.

Dergelijke schoepen kunnen op zeer eenvoudige wijze uit gemakkelijk te vervaardigen eenheidsonderdelen worden samengesteld, 20 waarbij de schoepen een zeer geringe massa hebben, zodat ook bij grote afmetingen het geheel een gering gewicht heeft. Dergelijke schoepen kunnen voorts op eenvoudige wijze aan zeer verschillende eisen worden aangepast.Such blades can be assembled in a very simple manner from easily manufactured unit parts, wherein the blades have a very low mass, so that the whole has a low weight, even with large dimensions. Furthermore, such blades can be easily adapted to very different requirements.

In het bijzonder zijn de spaken van elk stel in de omtreks-25 richting van de buitenring gezien naast elkaar met deze buitenring, en in de asrichting gezien achter elkaar met de naaf verbonden, teneinde aan de op deze spaken geregen schoeplichamen de gewenste kromming te geven. Voorts kunnen van elk stel de verschillende spaken met verschillende naafgedeelten zijn verbonden, welke naafgedeelten 30 in de asrichting achter elkaar zijn gelegen, waarbij door het veranderen van de afstand tussen deze naafgedeelten onder handhaving van de spanning in de spaken en van een vaste afstand punt voor punt tussen de spaken van een stel de vorm van de schoepen kan worden gewijzigd. Daardoor kan ook bij een gereed schoepenwiel een aanpassing 35 aan verschillende omstandigheden worden verkregen. In het bijzonder kan in tenminste een spaak van elk stel een bijkomende spanveer worden opgenomen, teneinde eventueel optredende kleine lengte-afwij-kingen in de verschillende standen te kunnen opnemen.In particular, the spokes of each set viewed side by side with this outer ring viewed in the circumferential direction of the outer ring, and connected to the hub one behind the other in the axial direction, so as to impart the desired curvature to the vane bodies strung on these spokes. . Furthermore, the different spokes of each set can be connected to different hub parts, which hub parts 30 are arranged one behind the other in the axis direction, while by changing the distance between these hub parts while maintaining the tension in the spokes and a fixed distance point for point between the spokes of a set the shape of the blades can be changed. As a result, an adaptation to different conditions can also be obtained with a finished impeller. In particular, an additional tension spring can be incorporated in at least one spoke of each set, in order to be able to accommodate any small length deviations that occur in the different positions.

Hoewel het mogelijk is de naaf, zoals bij de bekende wind- 800 0 4 16 - 3 - * * motoren, op een aan te drijven dan wel aangedreven as te bevestigen, verdient bet dikwijls de voorkeur de buitenring op rollen of dergelijke in een het schoepenwiel omgevende vaste mantel te ondersteunen, welke rollen bij voorkeur zodanig kegelvormig zijn uitgevoerd, dat 5 de buitenring zich zelf zal centreren, wanneer deze door de luchtstroom tegen deze rollen wordt gedrukt, terwijl bijkomende rollen met tegengestelde kegelvorm op een zekere afstand van de eerstgenoemde kunnen zijn opgesteld, teneinde een verplaatsing van de buitenring in tegengestelde zin te verhinderen. Een deel van deze rollen 10 kan bovendien van een kraag zijn voorzien, waarmede bij stilstand het doorvallen van de buitenring wordt vermeden.Although it is possible, as with the known wind 800 0 4 16 - 3 - * * motors, to mount the hub on a driven or driven shaft, it is often preferred to use the outer ring on rollers or the like in a to support a paddle-wheel surrounding solid casing, which rollers are preferably cone-shaped such that the outer ring will center itself when it is pressed against these rollers by the air flow, while additional rollers of opposite conical shape may be spaced from the former are arranged to prevent displacement of the outer ring in the opposite direction. A part of these rollers 10 can moreover be provided with a collar, with which the outer ring cannot fall through when stationary.

Deze vaste mantel kan als een luchtstroomgeleider zijn uitgevoerd, en daarbij zodanig draaibaar zijn opgesteld, dat een instelling van het geheel in de wind mogelijk wordt. Ook de naaf kan 15 van een afdekkap met geschikte stroomlijnvorm zijn voorzien om de stromingsweerstand ervan te verminderen.This fixed jacket can be designed as an air flow guide, and can be rotated in such a way that it is possible to adjust the whole in the wind. The hub can also be provided with a cover with a suitable streamline shape to reduce its flow resistance.

De ondersteuningsmiddelen voor de buitenring kunnen met middelen voor het overdragen van de bewegingsenergie zijn gekoppeld, waartoe in het bijzonder tenminste een deel van de ondersteunings-20 rollen als bewegingsoverdrachtonderdelen kunnen zijn uitgevoerd, terwijl het ook aogelijk is de buitenring als een met vast opgestelde magneetspoelen samenwerkende rotor uit te voeren, teneinde de draai-energie ervan in elektrische energie om te zetten. Bij gebruik als ventilator, hefwerktuig of dergelijke kunnen deze overdrachtoaderde-25 len worden gebruikt om de buitenring in draaiing te brengen. Tenslotte kan het soms nuttig zijn in tenminste een deel van de spaken gedeelten op te nemen, die bij het overschrijden van een bepaalde belasting breken, zodat bij te sterke stormwind deze spaken van de buitenring dan wel van de naaf zullen loskomen, waarna de schoep-30 lichamen zich vrij in de wind kunnen richten, zodat dan geen aandrijving van het schoepenwiel zal plaatsvinden.The outer ring support means can be coupled to kinetic energy transfer means, for which at least a part of the support rollers can in particular be designed as movement transfer parts, while it is also possible for the outer ring to cooperate with fixed magnet coils rotor, in order to convert its rotational energy into electrical energy. When used as a fan, hoist, or the like, these transfer parts can be used to rotate the outer ring. Finally, it can sometimes be useful to include in at least part of the spokes parts that break when a certain load is exceeded, so that in case of a strong storm wind these spokes will come off the outer ring or the hub, after which the blade- 30 bodies can freely orient themselves in the wind, so that no impeller drive will then take place.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht aan de hand van een tekening; hierin toont: fig. 1 een schematisch vooraanzicht van een schoepenwiel 35 volgens de uitvinding zonder daarop aangebrachte schoeplichamen en zonder de middelen voor het ondersteunen van dit schoepenwiel; fig. 2 een deeldoorsnede door een dergelijk schoepenwiel met schematisch aangeduide schoeplichamen, en met andere bijkomende onderdelen voor het ondersteunen van het schoepenwiel en het ge- 80 0 0 4 16 *· ·« - 4 - leiden van de luchtstromen; fig. 3 een doorsnede op grotere schaal door een schoep-lichaam van een dergelijk schoepenwiel; fig. 4 een aanzicht van twee op elkaar geplaatste schoep-3 lichamen volgens fig. 3? ea fig. 5 twee sterk vereenvoudigde afbeeldingen in perspectief van een dergelijk schoepenwiel met twee verschillende instellingen van het naafgedeelte ervan.The invention will be explained in more detail below with reference to a drawing; Fig. 1 shows a schematic front view of a blade wheel 35 according to the invention without blade bodies mounted thereon and without the means for supporting this blade wheel; Fig. 2 shows a partial section through such a blade wheel with schematically indicated blade bodies, and with other additional parts for supporting the blade wheel and guiding the air flows; Fig. 3 is a larger-scale section through a blade body of such a blade wheel; fig. 4 is a view of two superimposed blade-3 bodies according to fig. 3? and Fig. 5 two highly simplified perspective views of such an impeller with two different settings of its hub portion.

In fig. 1 is een schoepenwiel volgens de uitvinding sche-10 matisch weergegeven. Pit schoepenwiel bestaat uit een buitenring 1, die een open of gesloten profiel kan hebben, en die bijvoorbeeld uit een licht metaal of een al dan niet gewapende kunststof is vervaardigd. Deze ring kan in het bijzonder uit een of meer stukken buisvormig materiaal bestaan, waarvan de uiteinden na het rondbuigen met 15 elkaar zijn verenigd.Fig. 1 shows a blade wheel according to the invention schematically. Pit impeller wheel consists of an outer ring 1, which can have an open or closed profile, and which is manufactured, for example, from a light metal or a reinforced or non-reinforced plastic. This ring can in particular consist of one or more pieces of tubular material, the ends of which are joined together after bending.

Met deze ring is een aantal paarsgewijs gerangschikte spaken 2 en 3, in het afgebeelde geval drie paar, verbonden. De spaken 2 zijn met een eerste naafhelft 4, en de spaken 3 met een tweede naafhelft 5 verbonden. De spaken 2 en 3 bestaan bijvoorbeeld uit 20 staven of kabels uit metaal of kunststofmateriaal met een voldoende treksterkte.A number of spokes 2 and 3, three pairs in the illustrated case, are connected to this ring. The spokes 2 are connected to a first hub half 4, and the spokes 3 to a second hub half 5. For example, spokes 2 and 3 consist of 20 rods or cables of metal or plastic material with sufficient tensile strength.

De naafhelften 4 en 5 zijn in het afgebeelde geval driehoekige platen, die in de hoekpunten van ogen 6 zijn voorzien, waarin de betrokken spaken 2 en 3 zijn vastgemaakt, bijvoorbeeld door 25 bet inhaken van het omgezette en eventueel van een aanslag voorziene uiteinden van deze spaken. Zoals in fig. 2 is weergegeven, zijn deze platen door middel van een schroefbus 7 op een schroefstang 8 met twee schroefgedeelten 9 met tegengestelde schroefzin geplaatst, zodat bij draaiing van de stang 8 de platen 4 en 5 van elkaar af of 30 naar elkaar toe worden bewogen. In plaats van een schroefstang' te gebruiken kunnen de platen 4 en 5 ook verschuifbaar op de stang 8 worden aangebracht, en dan in de gewenste stand met behulp van borg-schroeven of -moeren worden vastgezet. Ook kunnen met lucht- of vloeistofdruk werkende instelmiddelen worden gebruikt. Ook in het 35 geval van schroefstangen kan het aanbeveling verdienen de ingestelde stand bijkomend te borgen.The hub halves 4 and 5 in the illustrated case are triangular plates, which are provided in the corner points of eyes 6, in which the spokes 2 and 3 concerned are fixed, for example by hooking the bent and possibly abutmented ends of these spokes. As shown in fig. 2, these plates are placed by means of a threaded bush 7 on a screw rod 8 with two screw parts 9 with opposite screw sense, so that when the rod 8 is rotated the plates 4 and 5 are separated from each other or 30 towards each other be moved. Instead of using a screw rod, the plates 4 and 5 can also be slidably mounted on the rod 8, and then secured in the desired position by means of locking screws or nuts. Adjusting means operating with air or liquid pressure can also be used. Also in the case of screw rods it may be advisable to additionally secure the adjusted position.

De andere uiteinden 10 van de spaken zijn enigszins zwenk-baar in de buitenring 1 of aan een bijkomend bevestigingsonderdeel 11, zoals afgebeeld in fig. 2, bevestigd, zodat bij het verplaatsen 800 0 4 15 t * - 5 - van de platen b en 5 de spaken kunnen meebewegen. Daar de spaken een vaste lengte hebben, zullen de platen b en 5 bij een verplaatsing in de asriehting moeten draaien. Zonodig kunnen in de spaken 2 en in het bijzonder nabij de uiteinden ervan, niet afgebeelde spanveren 5 worden aangebracht, teneinde mogelijkerwijs optredende afwijkingen in de afstand tussen de bevestigingspunten te kunnen opnemen. Het kan soms nuttig zijn tussen de platen b en 5 een wringingsveer 12 aan te brengen, waarmede deze platen zodanig gedraaid worden gehouden, dat de spaken gespannen blijven. Be draaizin bepaalt daarbij de krom-10 ming van de sdhoepen, en aus de omwentelingszin van het schoepenwiel.The other ends 10 of the spokes are pivotally mounted in the outer ring 1 or on an additional mounting part 11, as shown in fig. 2, so that when moving 800 0 4 15 t * - 5 - of the plates b and 5 the spokes can move with it. Since the spokes have a fixed length, the plates b and 5 will have to rotate when the shaft is moved. If necessary, tension springs 5 (not shown) can be arranged in the spokes 2 and in particular near their ends, in order to be able to accommodate possible deviations in the distance between the fixing points. It may sometimes be useful to provide a torsion spring 12 between the plates b and 5, with which these plates are kept rotated such that the spokes remain tense. The direction of rotation determines the curvature of the paddle wheels, and the direction of rotation of the blade wheel.

Op de spaken 2 en 3 zijn schoeplichamei 13 aangebracht, die in fig. 3 en 4 duidelijker zijn weergegeven. Deze bestaan bij-voorbeeld uit kunststofschuim of een ander zeer licht materiaal. Deze lichamen hebben een spoel- of stroomlijnvormige doorsnede, en be-15 zitten in het beschouwde geval elk twee gaten 1^f, waartussen de afstand gelijk is aan de afstand tussen de bevestigingspunten 10 van de spaken 2 en 3 aan de buitenring 1 of aan het bevestigingsonderdeel 11. Deze lichamen hebben vlakke kopvlakken 15i die, wanneer de lichamen op de spaken 2 en 3 zijn geregen, tegen elkaar rusten. Nabij de 20 platen b en 5 kan op de spaken 2 en 3 nog een bijkomend steunonder-deel 16 zijn aangebracht, waarmede het binnenste lichaam 13 op een geschikte afstand van de platen b en 5 wordt gehouden.Vane body 13 are provided on spokes 2 and 3, which are shown more clearly in Figures 3 and 4. These consist, for example, of plastic foam or another very light material. These bodies have a coil or streamline cross section, and in the case in question each have two holes 1 ^ f, between which the distance is equal to the distance between the fixing points 10 of the spokes 2 and 3 on the outer ring 1 or the fastening part 11. These bodies have flat end surfaces 15i which, when the bodies are threaded on the spokes 2 and 3, rest against each other. Close to the plates b and 5, an additional support part 16 can be arranged on the spokes 2 and 3, with which the inner body 13 is kept at a suitable distance from the plates b and 5.

Vanneer de spaken, zoals in fig. 1 en 2 is afgebeeld, elkaar kruisen, begrenzen de buitenoppervlakken 17 van deze lichamen 25 een min of meer schroefvlakvormig oppervlak. Bij voorkeur wordt het aldus gevormde oppervlak nog afgewerkt met behulp van een bekleding 18, bijvoorbeeld uit een geschikt kunststoffoelie of weefsel, dat glad op de schoeplichamen 13 aansluit, doch voldoende meegevend is om vormveranderingen te kunnen volgen.Een dergelijke bekleding ver-30 mindert de luchtweerstand tengevolge van wervelingen aan uitstekende randen van de verschillende schoeplichamen 13» terwijl ook het effekt van de schoep wordt verbeterd, doordat geen lucht tussen de op elkaar aansluitende lichamen kan doorstromen. Vanneer, zoals afgebeeld in fig. de randen 19 van de verschillende lichamen enigszins wor-35 den afgeschuind, wordt nog een gladdere aansluiting verkregen.When the spokes cross, as shown in Figs. 1 and 2, the outer surfaces 17 of these bodies 25 define a more or less helical surface. Preferably, the surface thus formed is still finished by means of a coating 18, for instance from a suitable plastic foil or fabric, which adheres smoothly to the blade bodies 13, but is sufficiently flexible to be able to follow shape changes. Such a coating reduces the air resistance due to eddies at protruding edges of the different vane bodies 13, while also improving the effect of the vane, in that no air can flow between the adjoining bodies. When, as shown in Fig. 1, the edges 19 of the different bodies are slightly chamfered, an even smoother connection is obtained.

De verschillende schoeplichamen 13 kunnen onderling gelijke afmetingen hebben, terwijl met dergelijke lichamen schoepen van verschillende afmetingen kunnen worden gevormd. De spaken 2 en 3 nemen de krachten op, terwijl de schoeplichamen 13 uitsluitend dienen 800 04 16 - 6 - * · on aan de schoepen de voor de krachtoverdracht gewenstevorm te ge-1 τβη. Wanneer de naafhelften ^ en 5 worden versteld, blijven de afstanden tussen de beide spaken in hoofdzaak aan elkaar gelijk, waarbij alleen de schoeplichamen 13 ten opzichte van elkaar een geringe 3 draaiing ondergaan. Zonodig kunnen in de schoeplichamen 13 nog trek-ontlastingsonderdelen 20 worden opgenonen, waarvan de uiteinden rond ' de spaken 2 en 3 grijpen, zodat de eigenlijke schoeplichamen niet op trek zullen worden belast. Dit is bij toepassing van kunststofschuim wegens de geringe sterkte raadzaam. Deze lichamen kunnen ook als tus-10 sengelegen stijve platen zijn uitgevoerd, die de stijfheid vergroten.The different vane bodies 13 can have the same dimensions, while with these bodies vanes of different sizes can be formed. The spokes 2 and 3 absorb the forces, while the blade bodies 13 only serve 800 04 16 - 6 - * · on the blades in the shape desired for the force transfer. When the hub halves 1 and 5 are adjusted, the distances between the two spokes remain essentially the same, with only the blade bodies 13 undergoing a slight rotation relative to each other. If necessary, pull-relief parts 20 can still be accommodated in the blade bodies 13, the ends of which grip around the spokes 2 and 3, so that the actual blade bodies will not be subjected to tensile stress. This is advisable when using plastic foam because of the low strength. These bodies can also be designed as intermediate rigid plates, which increase the rigidity.

Op deze wijze kunnen met een gering aantal schoeplichamen 13 van verschillende afmetingen schoepenwielen van zeer uiteenlopende afmetingen worden samengesteld. Hoewel het mogelijk is de schoepen uit een stuk te maken, verdient de opbouw ervan uit losse deel-15 lichamen 13 de voorkeur, daar dan de schoepvorm gemakkelijker aan de eisen kan worden aangepast.In this way, with a small number of blade bodies 13 of different sizes, blade wheels of very different dimensions can be assembled. Although it is possible to make the vanes in one piece, the construction thereof from separate sub-bodies 13 is preferable, since the vane shape can then be adapted more easily to the requirements.

Fig. 5 toont op sterk vereenvoudigde wijze, hoe door het verstellen van de naafhelften b en 5 de schoepvorm kan worden gewijzigd* In het geval van fig. 5A staan deze platen op een grootste af-20 stand, waarbij de punten 6 op elkaar zijn uitgericht. De schoepen verkrijgen dan een grootste schroefvlakvormige kromming. In het geval van fig. 5B liggen de naafhelften ^ en 5 tegen elkaar, waarbij deze ten opzichte van elkaar zijn gedraaid om de spaken 2 en 3 strak te houden. In dit geval zijn de schoepen geheel vlak, zodat het 25 schoepenwiel als zodanig onwerkzaam is. Alle tussenstanden tussen deze uiterste standen zijn mogelijk·Fig. 5 shows in a highly simplified manner how the blade shape can be changed by adjusting the hub halves b and 5. * In the case of FIG. 5A, these plates are at a greatest distance, the points 6 being aligned with each other. The blades then have a greatest helical curvature. In the case of Fig. 5B, the hub halves 1, 5 lie against each other, rotated relative to each other to keep the spokes 2 and 3 tight. In this case the blades are completely flat, so that the blade wheel as such is ineffective. All intermediate positions between these extreme positions are possible

Het in fig. 2 afgebeelde schoepenwiel is opgenomen in een schematisch aangeduide buitenmantel 21, die een voor dit doel bekende straalpijpvorm kan hebben, teneinde de wind op zo gunstig mogelijke 30 wijze naar de schoepen te leiden. Deze mantel kan bovendien rond een vertikale as draaibaar zijn ondersteund, teneinde het schoepenwiel steeds dwars op de windrichting te kunnen instellen. Deze buitenmantel kan bijvoorbeeld zijn opgebouwd uit deellichamen, die bijvoorbeeld weer uit kunststofschuim kunnen bestaan, en die op een aantal 35 dragende ringen, hoepels of dergelijke zijn onderct-und.The impeller shown in Fig. 2 is incorporated in a schematically indicated outer jacket 21, which may have a nozzle shape known for this purpose, in order to guide the wind to the blades in the most favorable manner. This jacket can moreover be rotatably supported about a vertical axis, so that the impeller can always be adjusted transversely to the wind direction. This outer jacket can for instance be built up of partial bodies, which for instance can again consist of plastic foam, and which are supported on a number of bearing rings, hoops or the like.

In het afgebeelde geval heeft de mantel 21 een rondgaande uitsparing 22, waarin een eerste stel leirollen 23 is aangebracht.In the illustrated case, the jacket 21 has a circumferential recess 22 in which a first set of guide rollers 23 is arranged.

De rollen 20 zijn in hoofdzaak kegelvormig naar boven toe versmallend uitgevoerd. Wanneer de wind van links komt, wordt de buitenring 80 0 0 4 16 * Μ - 7 - 1 tegen deze rollen gedrukt, waarbij de afschuining ertoe leidt, dat de ring 1 gecentreerd blijft. In tegengestelde zin wordt de ring 1 tegengehouden door een tweede stel rollen 24 net tegengesteld verloop, zodat dè afstand tussen de rollen 23 en 24 althans ongeveer vast 5 is, terwiil event, de rollen 24' onder veeruruk kunnen staan. Om te vermijden, dat de ring 1 bij stilstand naar beneden valt, kunnen de bovenste rollen 24 van een kraag 25 worden voorzien.The rollers 20 are of substantially conical shape tapering upwards. When the wind comes from the left, the outer ring 80 0 0 4 16 * Μ - 7 - 1 is pressed against these rollers, the beveling of which keeps the ring 1 centered. In the opposite sense, the ring 1 is retained by a second set of rollers 24 in a slightly opposite course, so that the distance between the rollers 23 and 24 is at least approximately fixed 5, so that the rollers 24 'may be under spring tension. To prevent the ring 1 from falling down when stationary, the top rollers 24 can be provided with a collar 25.

Deze wijze van ondersteuning is zeer gunstig, daar afme- m tingsveranderingen tengevolge van temperatuurschommelingen geen in-10 vloed op de ondersteuning hebben. Be middenas, die hier door de schroefpen 8 wordt gevormd, behoeft niet te worden ondersteund, zodat deze as niet belast is.This manner of support is very favorable, since dimensional changes due to temperature fluctuations do not affect the support. The central axis, which is formed here by the screw pin 8, does not need to be supported, so that this axis is not loaded.

Het is uiteraard mogelijk de as 8 voor het afnemen om mechanische energie (of in het geval van een ventilator voor het toe-15 voeren daarvan) te gebruiken, waartoe deze as bijvoorbeeld door middel van een meegevende koppeling met een uitgangsas kan zijn gekoppeld. Het verdient echter de voorkeur voor dit doel tenminste een deel van de rollen 23 te gebruiken, die dan met een elektrische generator 26 kunnen zijn verbonden, teneinde aldus de bewegingsenergie 20 in elektrische energie om te zetten. Baar de ring 1 door de wind tegen de rollen 23 wordt gedrukt, en dit met des te meer kracht, naarmate de windkracht groter is, zal dan ook de wrijving tussen de ring 1 en deze rollen toenemen, zodat ook bij grotere draaisnelheden van het schoepenwiel de koppeling met de generatoren 26 of dergelijke 25 verzekerd blijft. Het is uiteraard ook mogelijk de buitenring 1 van magneten te voorzien, die met vast in de buitenmantel 22 opgenomen spoelen kunnen samenwerken voor het rechtstreeks voortbrengen van elektrische energie. De generatoren 26 kunnen uiteraard door motoren worden vervangen, wanneer het schoepenwiel als een ventilator moet 30 werken. Event, kan de beweging rechtstreeks in warmte worden omgezet.It is of course possible to use the shaft 8 for drawing off to use mechanical energy (or in the case of a fan for supplying it), for which purpose this shaft can for instance be coupled to an output shaft by means of a flexible coupling. However, it is preferable for this purpose to use at least part of the rollers 23, which may then be connected to an electric generator 26, so as to convert the kinetic energy 20 into electrical energy. As soon as the ring 1 is pressed by the wind against the rollers 23, and this with the more force, the greater the wind force, the friction between the ring 1 and these rollers will also increase, so that also at greater rotational speeds of the impeller wheel the coupling to the generators 26 or the like 25 remains ensured. It is of course also possible to provide the outer ring 1 with magnets, which can cooperate with coils fixedly incorporated in the outer jacket 22 for the direct production of electrical energy. The generators 26 can of course be replaced by motors if the impeller is to operate as a fan. Event, the movement can be converted directly into heat.

Bij aandrijving van het schoepenwiel kan dit, wanneer de as ongeveer vertikaal wordt geplaatst, ook als een hefwerktuig worden gebruikt, dat op de wijze van een hefschroefvliegtuig een last kan opheffen, bijvoorbeeld in gevallen, dat geen kraan of dergelijke 35 ^n worden toegepast.When the impeller is driven, when the shaft is placed approximately vertically, it can also be used as a lifting tool which can lift a load in the manner of a helicopter, for instance in cases where no crane or the like is used.

Wanneer er gevaar bestaat, dat bij zeer krachtige wind het schoepenwiel zal worden beschadigd, kan het aanbeveling verdienen in bijvoorbeeld de spaken 3 onderdelen met beperkte treksterkte op te nemen, die bij te grote belasting zullen breken. In dat geval zullen 4o de schoeplichamea 23 zich vrij in de wind kunnen instellen, zodat 8000416 • φ -8 - geen krachtoverdracht meer plaatsvinden.If there is a danger that the impeller will be damaged in very strong wind, it may be advisable to include, for example, spokes 3 with limited tensile strength, which will break if the load is too great. In that case, 4o the blade body 23 will be able to adjust freely in the wind, so that 8000416 • φ -8 - no more power transfer takes place.

Op de as 8 kan voorts nog, zoals in fig. 2 afgebeeld, een geleidingskap 27 wórden aangebraeht om de luchtstroom rond de as te geleiden. Bij 28 is nog een dragende ring in de buitenmantel aangege-5 ven, waaraan de generatoren 26 kunnen worden bevestigd.Furthermore, as shown in Fig. 2, a guide cap 27 can be fitted on the shaft 8 to guide the air flow around the shaft. At 28 another supporting ring in the outer jacket is indicated, to which the generators 26 can be attached.

In plaats van een verstelbare bevestiging van de naafge-deelten k en 5 kunnen uiteraard ook vaste naafgedeelten worden gebruikt. Een verstelbare bevestiging heeft echter het voordeel, dat dan een zelfde naaf voor schoepenwielen van verschillende afmetingen 10 of voor verschillende doeleinden kan worden gebruikt. Uiteraard kan na instelling het geheel worden geborgd, doch het is ook mogelijk voortdurend verstelbare instelmiddelen te gebruiken, die bijv. in een terugkoppelketen kunnen zijn opgenomen, bijv. om de draaisnelheid vast te houden, welke instelmiddelen elektromechanisch, hydraulisch 15 of pneumatisch kunnen zijn uitgevoerd.Instead of an adjustable attachment of the hub parts k and 5, fixed hub parts can of course also be used. However, an adjustable mounting has the advantage that the same hub can then be used for impeller wheels of different dimensions or for different purposes. Of course, after adjustment, the whole can be secured, but it is also possible to use continuously adjustable adjustment means, which can for instance be included in a feedback chain, eg to maintain the rotational speed, which adjustment means can be of electromechanical, hydraulic or pneumatic design. .

De voor het opbouwen van de schoepen gebruikte lichamen kunnen in het bijzonder dezelfde vorm en afmetingen hebben, zodat dan met een gering aantal eenheidsonderdelen kan worden gewerkt. Door de verstelbaarheid van de naaf kan het aantal afmetingen gering'worden 20 gehouden, daar met de naaf een bijkomende afstelling kan worden verkregen.The bodies used for building the blades can in particular have the same shape and dimensions, so that a small number of unit parts can then be used. Due to the adjustability of the hub, the number of dimensions can be kept small, since an additional adjustment can be obtained with the hub.

Het bevestigen van de spaken aan de buitenring kan bijv. geschieden met behulp van holle spreidklinknagels, die in openingen van de buitenring worden vastgezet, hetgeen in het bijzonder gunstig 25 is bij een buisvormige ring· Bij gebruik van een bijkomende afstand-plaat 11 kunnen de bevestigingsmiddelen ook op deze plaat worden aangebracht, waarbij het verder mogelijk is door draaiing van deze plaat de ligging van cte bevestigingspunten ten opzichte van het vlak door de buitenring te veranderen, vgl. fig. 2, 30 Zoals reeds is aangeduid kan de mechanische energie ook rechtstreeks in warmte worden omgezet, bijv. door middel van wrij-vingsonderdelen en een geschikte warmtewisselaar. Dit kan in het bijzonder zinvol zijn, wanneer het gaat om betrekkelijk lage temperaturen, bijv. voor het verwarmen van plantenkassen, watercultures e.d.The attachment of the spokes to the outer ring can be done, for example, by means of hollow expanding rivets, which are fixed in openings of the outer ring, which is particularly favorable with a tubular ring. When an additional spacer plate 11 is used, the fasteners are also applied to this plate, whereby it is further possible by rotating this plate to change the position of the fixing points relative to the plane by the outer ring, cf. fig. 2, 30 As already indicated, the mechanical energy can also are converted directly into heat, eg by means of friction parts and a suitable heat exchanger. This can be particularly useful when it comes to relatively low temperatures, e.g. for heating greenhouses, water cultures, etc.

35 Binnen de buitenmantel kunnen zo nodig verscheidene :choe- penwielen achter elkaar worden geplaatst, die in het bijzonder afwisselend een tegengestelde draaizin hebben om luchtkolking-n tegen te gaan. De asloze ophanging, die in het voorgaande is beschreven, maakt een en ander zeer eenvoudig.Within the outer jacket, if necessary, several: wheel wheels can be placed one behind the other, which in particular alternately have an opposite direction of rotation to counteract sky currents. The axleless suspension described above makes this very simple.

800 04 16 - 9 -800 04 16 - 9 -

Het kan voorts soms nuttig zijn de schoeplichamen aan hun platte kopvlakken van in elkaar passende uitsteeksels en uitsparingen te voorzien, die de onderlinge draaiing begrenzen, en ook de windlek kunnen verminderen.It may furthermore sometimes be useful to provide the vane bodies on their flat head surfaces with mating projections and recesses which limit mutual rotation and can also reduce the wind leak.

5 De uitvinding verschaft aldus de mogelijkheid met een ge ring aantal eenheidsonderdelen uiterst lichte schoepenwielen op te bouwen, die aan sterk uiteenlopende eisen kunnen worden aangepast, en die op zeer voordelige wijze kunnen worden vervaardigd. Op dezelfde wijze kunnen ook ventilatoren van zeer uiteenlopende afmetingen 10 en vermogens worden opgebouwd, alsmede hefwerktuigen voor het kraan-loos opheffen van lasten.The invention thus provides the possibility of building extremely light impeller wheels with a small number of unit parts, which can be adapted to widely varying requirements and which can be manufactured in a very advantageous manner. In the same way, fans of very different dimensions and powers can also be built up, as well as lifting devices for crane-free lifting of loads.

Binnen het kader van de uitvinding zijn nog vele wijzigingen mogelijk* 'j s 8 0 0 0 4 16Many changes are possible within the scope of the invention. 8 0 0 0 4 16

Claims

1. Impeller for a windmill, fan, hoist or the like, characterized by a rigid outer ring, a hub and a set of at least two spokes formed by rods or cables for each blade, said spokes being substantially straight between the outer ring and the hub tensioned, the hub being symmetrical in the axis of the outer ring, and vane bodies having at least two holes each having, for example, a coil or streamline cross section, which are threaded between a set of spokes between the outer ring and the hub, the fixing being of the spokes on the outer ring and the hub is such that the blades formed by these vane bodies obtain the curvature required for the desired action.

Impeller according to claim 1, characterized in that the impeller bodies are made of a light material, in particular synthetic foam.

Impeller according to claim 1 or 2, characterized in that each blade consists of a number of separate and in particular mutually identical blade bodies, which rest with substantially flat end surfaces against each other.

Impeller according to claim 3, characterized in that the wall sections are chamfered near the end faces

Impeller according to claim 3 or 4, characterized in that the different bodies of a blade are covered by a casing adjoining it smoothly. £ 25. Fan wheel according to one of Claims 1 «5», characterized in that the spokes of each set in the circumferential arrangement of the outer ring, viewed next to each other, are connected to this outer ring, viewed in the axial direction, one after the other, with the hub .

7 Impeller according to claim 6, characterized in that the distance between the hub portions while changing the tension in the spokes and from a fixed distance can be changed point by point between the spokes of a set.

8. Impeller according to claim 7, characterized by means for changing the distance between the hub portions. The impeller according to claim 8, characterized by means for adjusting the spring tension from each hub portion to maintain tension in the spokes. 10 »Fan wheel according to one of. The claims 7-9, characterized by the SO 0 0 4 16 -.11-, characterized in that at least one spoke of each set has an additional tension spring for accommodating small deviations in length.

11. Impeller according to any one of claims 1-10, characterized in that a spacer is arranged near the outer ring and or the hub on each set of spokes, with which the impeller body concerned is retained.

12. Impeller according to claim 11, characterized in that the spacers are arranged to give the spokes of a set 10 an additional rotation relative to the outer ring or shaft surface. 1'3- Impeller according to any one of claims 1-12, characterized in that the hub is not supported, and that the outer ring is rotatably supported on rollers or the like in a fixed outer casing,

Impeller according to claim 13, characterized in that the rollers are conical in such a way that the outer ring is centered by itself.

13- Impeller according to claim 1 h, characterized in that additional rollers with opposite conical shape are arranged at a fixed distance from the first, between which the outer ring fits.

The impeller according to claim 15, characterized in that a part of the rollers is provided with a collar projecting in the interspace of the rollers of both sets. Impeller according to any one of claims 1> 16, characterized in that the outer jacket is designed as an air flow guide.

18. Fan wheel according to any one of claims 1-17, characterized in that the hub is provided with a streamlined cover cap.

An impeller according to any one of claims 13-18, characterized in that the outer ring is coupled with means for transmitting or converting the kinetic energy 5.5. 20. Impeller according to claim 19, characterized in that at least a part of the supporting rollers is designed as movement transmission means.

Blade vane according to claim 19, characterized in that the outer ring is designed as a rotor co-operating with fixed magnetic magnets. 800 0 4 18 -12- w W-

An impeller according to any one of claims 19-21, characterized in that, when used in a fan or lifting gear, the transmission means are adapted to drive the outer ring.

23. Impeller according to any one of claims 1-22, characterized in that at least a part of the spokes have sections which break when a certain tensile load is exceeded. 2 ^. Fan wheel according to any one of claims 13, 3, characterized in that two or more fan wheels are placed one behind the other within a self-outer casing.

The impeller according to claim 2b, characterized in that the different impeller wheels alternately have an opposite sense of rotation. 800 0 4 16