DE19859865A1

DE19859865A1 - Windkonverter

Info

Publication number: DE19859865A1
Application number: DE19859865A
Authority: DE
Inventors: Renate Lange; Heinz Lange
Original assignee: Individual
Current assignee: LANGE, RENATE, 72116 MOESSINGEN, DE
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2000-08-17
Anticipated expiration: 2018-12-24
Also published as: DE19859865B4; CH694595A5

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Windkonverter mit vertikaler Welle und mehreren an dieser an einer unten liegenden Wurzel und einer darüber liegenden mittleren Befestigungseinheit mit den Endbereichen angebrachten und in ihrem mittleren Bereich nach außen ausgewölbten Primärflügelblättern, die in sich verwunden sind. Ein verbesserter Wirkungsgrad wird dadurch erzielt, daß außerhalb der Primärflügelblätter mehrere ebenfalls nach außen gewölbte Hochleistungsflügelbehälter angeordnet sind, die mit ihrem unteren Endbereich ebenfalls an der Wurzel und mit ihrem oberen Endbereich an einer oberhalb der mittleren Befestigungseinheit auf der Welle angeordneten oberen Befestigungseinheit angebracht sind.

Description

Herkömmliche Windkonverter mit vertikaler Achse liefern einen Energieanteil, der aus der Differenz der Strömungswiderstände der dem Wind abgekehrten und zugekehrten Bauteile resultiert. Bekannteste Vertreter dieser Bauart sind Schalenkreuze und sogenannte Savoniusrotoren.

Dieser Art der Konverter haften die Nachteile relativ schlechter Wirkungsgrade und niederer Abtriebsgeschwindigkeit an.

Weiterhin ist für die beschriebenen Konverter charakteristisch, daß die durch den Konverter hindurchtretende Windströmung im wesentlichen ihre Richtung beibehält. Die Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit steht zu der teils ge nutzten, teils innerhalb des Konvertersystems verlorenen Energie in einem bestimmten Verhältnis.

Eine Ausnahme bildet ein nach seinem Erfinder Damus benannter Konverter, bei dem ein einförmig gebogenes stromlinienförmig profiliertes Band um eine verti kale Achse rotiert. Hierbei entfallen zwar die vorgenannten Nachteile, jedoch läuft dieser Rotor nicht selbständig an.

Ein weiterer derartiger Windkonverter, der eine erfolgsversprechende Konstruk tion aufweist, ist in der auf den Erfinder vorliegender Anmeldung zurück gehenden US 2,804,919 angegeben. Dieser bekannte Konverter soll vorliegend hinsichtlich der Verbesserung seines Wirkungsgrades weitergebildet werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein selbstanlaufender Windkonverter mit vertikaler Achse dadurch gekennzeichnet, daß durch die gesamte Gestaltung seiner äußeren Form und seiner Bauelemente eine Umlenkung in eine nach oben ge richtete Strömung stattfindet. Der Lange-Windflügel funktioniert durch seine er weiterte Länge und Maße gleichfalls als Schwungrad und Hebelkraft, welche dadurch die Reluktance oder Verstärkung des Magnetismus im Generator überkommt. Der vertikale Konverter wird somit stabiler und entwickelt sich zum Kreisel. Es entsteht keine Vibration oder Geräusch, welches bei mit Standard- Propeller getriebenen Windkonvertern entsteht. Mit dem Aufbau des Konverters wird ein Selbstanlauf ermöglicht. Der neue Lange-Hochleistungslfügel für Wind konverter mit vertikaler Achse, erhöht die Leistung eines Windkonverters und kann einen Stallfaktor verhindern.

Das ganze System kontrolliert sich selber, läuft nicht weg, sondern arbeitet sogar bei großen Stürmen. Somit leistet eine Lange-Turbine im Durchschnitt mehr als eine durchschnittliche Windturbine. Sie erzeugt auch keine elek tronischen Störungen, erzeugt kein lästiges Geräusch und ist in jeglicher Größe von Nutzen und eine Umweltbereicherung.

Bei einem Windkonverter mit vertikaler Welle und mehreren an dieser an einer unten liegenden Wurzel und einer darüber liegenden mittleren Befesti gungseinheit mit ihren Endbereichen angebrachten und in ihrem mittleren Be reich nach außen ausgewölbten Primärflügelblättern, die in sich verbunden sind, wird der verbesserte Wirkungsgrad insbesondere dadurch erzielt, daß außerhalb der Primärflügelblätter mehrere ebenfalls nach außen gewölbte Hochleistungs flügelblätter angeordnet sind, die mit ihrem unteren Endbereich ebenfalls an der Wurzel und mit ihrem oberen Endbereich an einer oberhalb der mittleren Be festigungseinheit auf der Welle angeordneten oberen Befestigungseinheit ange bracht sind. Die nach außen hin von den Primärflügelblättern beabstandeten und in der angegebenen Weise an der Welle angeordneten Hochleistungsflügelblätter ergeben eine bessere Windführung und Windausnutzung, wobei die Rotations eigenschaften und die Energiegewinnung verbessert werden.

Die Herstellung wird bei guter Funktionsweise dadurch begünstigt, daß die Primärflügelblätter und/oder die Hochleitungsflügelblätter aus einem bezüglich der Drehrichtung vorderseitigen und einem rückseitigen bandförmigen Flügel abschnitt aus Metall bestehen, die in ihrem mittleren Abschnitt voneinander beabstandet und an ihrem Endbereich zusammengeführt sind.

Die Flügelblätter können dabei aus einfachen, relativ schmalen Metallstreifen hergestellt und in die gewünschte gewölbte und verbundene Form gebracht werden. Ist dabei der Befestigungsabschnitt an der Befestigungseinheit z. B. relativ steil und an der Wurzel relativ flach, so wird auf einfache Weise eine zwiebelartige Form des Konverters erzielt. Dabei können die Flügel in einfacher Weise dadurch versteift und stabilisiert werden, daß die beiden Flügelabschnitte in ihrem mittleren oder außermittigen inneren Bereich mittels mindestens einer Verbindungslasche aneinander befestigt sind.

Eine gute Wirkungsweise ergibt sich durch die Maßnahmen, daß der Abstand zwischen der mittleren Befestigungseinheit und der oberen Befestigungseinheit mindestens ein Viertel der Länge der Welle entspricht.

Beispielsweise ist ein Abstand von ca. 1/3 der Länge der Welle vorteilhaft.

Mit den beschriebenen Maßnahmen ergeben sich bei einfachem Aufbau günstige Gestaltungsvarianten, wobei auch eine gewisse Flexibilität der Flü gelblätter erzielt werden kann, um die Strömungsenergie des Windes möglichst gut auszunutzen und auch den Schwungradeffekt zu verwirklichen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung für den Aufbau eines Hoch leistungsflügels oder Primärflügels

Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung für den Aufbau eines Hoch leistungsflügels oder Primärflügels sowie eine Verbindungslasche,

Fig. 3 einen Ausschnitt eines Windkonverters mit Welle, einem Primär flügel und einem Hochleistungsflügel,

Fig. 4 eine schematische Darstellung für eine Anbringung eines Hoch leistungsflügels an der Welle,

Fig. 5 eine weitere schematische Darstellung zur Anbringung eines Primärflügels und eines Hochleistungsflügels an einer Welle und

Fig. 6 ein Aufbaubeispiel für einen Wind konverter mit mehreren Hoch leistungsflügeln und mehreren Primärflügeln.

Aus den Fig. 1 bis 3 und 5 gehen Aufbaubeispiele für z. B. einen Hoch leistungsflügel 6 oder einen Primärflügel 5 aus zwei begrenzenden Flügelab schnitten 6.1, 6.2 bzw. 5.1, 5.2 hervor, die an ihren Enden zusammengeführt und in ihrem mittleren Bereich mittels einer oder mehrerer Verbindungslaschen 6.3 bzw. 5.3 miteinander verbunden sind. Die so aufgebauten Hoch leistungsflügel 6 bzw. Primärflügel 5 können zunächst in einfacher Weise aus flachem, streifenförmigem Material hergestellt und dann an entsprechenden Befestigungsstellen einer Welle 1 montiert werden, wobei der untere Teil so wohl des Primärflügels 5 als auch des Hochleistungsflügels 6 relativ flach nach außen zeigend an einem Befestigungsabschnitt an einer Wurzel 2 angebracht werden, während der obere Endabschnitt des Primärflügels 5 etwas steiler an einem Befestigungsabschnitt einer mittleren Befestigungseinheit 3 und der obere Abschnitt des Hochleistungsflügels 6 noch etwas steiler an einem Befesti gungsabschnitt einer oberen Befestigungseinheit 4 angebracht werden, wie ins besondere die Fig. 3 und 5 zeigen.

Die Verbindungslaschen 6.3 bzw. 5.3 sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, nicht flach, sondern abgekröpft, so daß die beiden Flügelabschnitt 6.1, 6.2 bzw. 5.1, 5.2 in Rotationsrichtung gegeneinander versetzt sind, um die Rotation zu unterstützen. Bezüglich des Prinzips der Rotationserzeugung wird auf die eingangs erwähnte Druckschrift hingewiesen, sowie auch auf die DE 195 21 740 A1, die letztlich auf die erstgenannte Druckschrift zurückgeht.

Vorliegend wird die Ausnutzung der Windenergie dadurch verbessert, daß die mittlere Befestigungseinheit 3 für den oberen Abschnitt des Primärflügels und die obere Befestigungseinheit 4 für den oberen Abschnitt des Hochleistungs flügels um etwa 1/3 der Länge der Welle 1 auseinanderliegen, wie ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich ist. Durch den Aufbau wird eine Art Schwungrad-Effekt erzielt, und mit einer entsprechenden Auswölbung nach außen wird auch eine entsprechende Hebelkraft zum Aufrechterhalten der Rotationsbewegung ver wirklicht.

Claims

1. Windkonverter mit vertikaler Welle (1) und mehreren an dieser an einer untenliegenden Wurzel (2) und einer darüber liegenden mittleren Befesti gungseinheit (3) mit ihren Endbereichen angebrachten und in ihrem mitt leren Bereich nach außen ausgewölbten Primärflügelblättern (5), die in sich verwunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Primärflügelblätter (5) mehrere ebenfalls nach außen gewölbte Hochleistungsflügelbehälter (6) angeordnet sind, die mit ihrem unteren Endbereich ebenfalls an der Wurzel und mit ihrem oberen Endbereich an einer oberhalb der mittleren Befestigungseinheit (3) auf der Welle (1) angeordneten oberen Befestigungseinheit (4) angebracht sind.

2. Windkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärflügelbheälter (5) und/oder die Hochleitungsflügelbehälter (6) aus einem bezüglich der Drehrichtung vorderseitigen und einem rück seitigen bandförmigen Flügelabschnitt (5.1, 5.2; 6.1, 6.2) aus Metall be stehen, die in ihrem mittleren Abschnitt voneinander beabstandet und an ihrem Endbereich zusammengeführt sind.

3. Windkonverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flügelabschnitte (5.1, 5.2; 6.1, 6.2) in ihrem mittleren oder außermittigen inneren Bereich mittels mindestens einer Verbindungs lasche aneinander befestigt sind.

4. Windkonverter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der mittleren Befestigungseinheit (3) und der oberen Befestigungseinheit (4) mindestens ein Viertel der Länge der Welle (1) entspricht.