DE2819673A1

DE2819673A1 - Vorrichtung zum umwandeln der energie des natuerlichen windes in nutzbare mechanische energie

Info

Publication number: DE2819673A1
Application number: DE19782819673
Authority: DE
Inventors: Uwe Hansen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-05
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1979-11-08

Description

Vorrichtung zum Umwandeln aer Energie des natürlichen
Windes in nutzbare mechanische energie Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umwanaeln der energie des natürlichen Windes in nutzbare mechanische Energie una Übertragun dieser Energie zu einer Verbraucherstelle ( im folgenden Winakraftmaschine genannt), bestehend aus einem mit mehreren Windflügeln versehenen, sich um eine Drehachse bewegenden Rotor und einem Turm mit einem um diesen verdrehbaren Lagerbock, auf welchem die Drehachse des Rotors gelagert ist.
Es sind bereits Windkraftmaschinen bekannt, die einen Rotor mit einer in Windrichtung weisenden Drehachse aufweisen. Dieser Rotor ist meist vierflügelig ausgestaltet.
Da diese Windkraftmaschinen eine geringe Leistung haben, war es erforderlich, mit einem großen gauaufwand Rotoren und damit Windkraftmaschinen von erheblicher Größe zu bauen, damit die gewonnene Leistung nutzbare Größenordnungen aufweist. Weitere Nachteile messer Winakraftmaschinen war das große Laufgeräusch der Rotoren und die Sturmempfindlichkeit aufgrund ihrer Größe Die Anwendung dieser winakraf'tmaschinen fana allenfalls dort statt, wo die Entfernung vom Leitungsnetz so groß war, daß der Anschluß teurer als der Bau einer Winukraftmaschine wurde, z.B. für entfernt gelegene Pumpstationen oder für die Energieversorgung entlegener Gehöfte.
Weiter sind Windkraftmaschinen bekannt, die einen Rotor mit einer senkrecht zum Wind stehenuen Drehachse aufweisen.
Diese Rotoren lassen sich kompakter herstellen und erzeugen auch geringere Laufgeräusche. Da diese Art Rotoren aber einen schlechten Wirkungsgrad haben, war ihre bisheringe Verwendung hauptsächlich auf Dachlüfter von Fahrzeugen und dergleichen beschränkt.
Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Windkraftmaschine zu schaffen, die trotz kompakte Bauweise und unter Verminderung der Laufgeräusche der Rotoren mechanische Energie in nutzbaræ Größenoranung erzeugt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei nebeneinander angeordnete Rotoren mit wenigstens je zwei Winaflügeln vorgesehen sind, daß die Drehachsen der Rotoren parallel zueinander und ii wesentlichen rechtwinklig zur Windrichtung angeordnet sind, daß der freie Abstand der beiden Drehachsen zueinander mindestens einer Windflügelbreite, jedoch höchstens zwei Windfltgelbreiten entspricht, und daß die Rotoren um eine halbe Windflügeleilungt B zueinander versetzt angeordnet una schluSffrei miteinander im gegenläufigen Drehsinn gekoppelt sind.
lurch diese Anordnung der beiden Rotoren zueinander wird erreicht, daß durch die jeweils äußeren Winaflügel der beiden Rotoren eine Trichterwirkung erzielt wird, so daß sich der Wind in dem gebildeten Trichter vor den beiden R Rotoren staut, und daß dann dieser Staudruck eine zusätzliche Kraftkomponente in Richtung der beiden äußeren Windflügel, also in Drehrichtung der beiden Rotoren, ausübt. Durch diese Anordnung wird also ein erhöhtes Drehmoment für die Rotoren erzeugt.
Volle Leistung der Windkraftmaschine wird nur dann erzielt, wenn die beiden Rotoren in ihrer Lage zum Wind, d.h. quer zur winarichtung nebeneinander, stehen. Damit die Rotoren jetzt stets optimal zum Wind stehen, ohne aufwendige Getriebe zum Steuern der Rotoren zu benötigen, wird in weiterer Ausgestaltung aer Erfindung vorgesohlagen, aaß der verdrehbare Lagerbock je zwei übereinander angeordnete Ausleger, zwischen denen je ein Rotor gelagert ist, aufweist, und daß die Ausleger so angeordnet sind, daß die Rotoren in ihrer Lage zum Wind hinter dem Turm stehen. Durch die Anordnung des Drehpunktes des Lagerbockes, auf dem beide Rotoren ja gelagert sind, wird bewirkt, daß die Rotoren bei jeder Winddrehung automatisch wieder in die richtige Lage zum Wind gedreht werden.
Diese Anordnung hatte bei den bekannten Windkraftmaschinen den Nachteil, daß der Rotor zum Teil im Windschatten des Turmes stand una daher wenigerLeistung erzeugte. Bei der erfindungsgemäßen Windkraftmaschine mit den beiden Rotoren hat sich diese Anordnung aber als besonders zweckmäßig herausgestellt, da der Turm hier bereits, wie ja gewünscht, eine Windteilung una -leitung auf die beiden jeweils außeren Windflügel der beiaen Rotoren bewirkt.
Diese Wirkung wird in einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung dadurch unterstützt, aaß auf der den Rotoren gegenüberliegenuen weite des Turmes an dem Lagerbock ein zentrales, aachartig ausgebildetes Winaleitblech befestigt ist.
Damit gewährleistet ist, daß die beiden miteinanuer "kämmenden" Rotoren nicht mit ihren Windflügeln aneinanderschlagen, wird zweckmäßigerweise vorgeschiagen, aaß die Rotoren über einen Kettentrieb miteinander in ihrer Drehbewegung gekoppeit sind. Es ist selbstverständlich auch ein zahnradgetriebe oder, zumindest bedingt, auch ein Reibrad- oder ein Riementrieb aenkbar. Ein Kettentrieb hat sich jedoch als am zweckmäßigsten herausgestellt.
Die Erfindung wird anhand der gezeichneten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen Figur 1 eine Winakraftlaaschine in perspektivischer Ansicht mit zwei areiflügeligen Rotoren Figur 2 eine Windkraftmaschine mit zwei zweiflügeligen Rotoren in der Draufsicht.
In beiden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. In Figur 1 una Figur 2 ist mit 1 in ihrer Gesamtheit die Winakraftmaschine bezeichnet, bestehend aus den1 Turm 2, dem um cien Turm 2 verdrehbaren Lagerbock 3, den am Lagerbock 3 angeordneten Auslegern 4, 5, 6, 7 (in Figur 2 sind nur die oberen Ausleger 4 und 5 sichtbar), den zwischen den Auslegern 4 und 6 bzw. 5 und 7 gelagerten Rotoren 8 und 9 mit ihren beizen Drehachsen lo und 11, und den vereinfacht dargestellten Kettentrieb 12. Mit 13 sind die Windflügel der Rotoren 8 und 9 bezeichnet.
In Figur 1 sind die Rotoren 8 und 9 jeweils mit drei Windflügeln 13 versehen, während die Rotoren 8 und 9 in Figur 2 aus zwei Windflügeln bestehen. In Figur 2 ist mit 14 das Windleitblech bezeichnet, das in Figur 1 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt wurde.
Der Abstand 15 der Drehachsen lo und 11 der beiden Rotoren 8 und 9 ist so bemessen, daß diese frei drehen können, die Windflügel 13 jedoch noch miteinander im llEingriffst stehen.
Damit die Windflügel 13 wer Rotoren 8 und 9 nicht miteinanker in Berührung kommen, sina an den Drehachsen lo und 11 je ein Kettenrad 10 und 17 befestigt, weiche über eine Kette 18 miteinanuer verbunaen sind und gemeinsam den Kettentrieb 12 bilden.
Außer aer zwei- und dreiflügeligen Ausbildung der Rotoren 8 und 9, die in üen Figuren 1 una 2 dargestellt sind, sind selbstverstänalich auch noch Rotoren mit einer größeren Windflügelzahl denkbar, jedoch werden nie Mehrkosten im Verhältnis zu aem möglicherweise erzielbaren größeren Nutzen unwirtschaftlich hoch.
Leerseite

Claims

pasentansprüche yorrichtun zum Umwandeln der Energie des natürlichen --ginoes in nutzbare mechanische Energie una Übertragung dieser Energie zu einer Verbrauchers teile (in i'oigendem Windkraftmaschine genannt), bestehend aus einem mit mehreren Wind£lügeln versehenen, sich um eine Drehachse bewegenden Rotor una einem Turm, mit einem um diesen verdrehbaren Lagerbock, auf welchem die Drehachse des Rotors gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nebeneinander angeordnete Rotoren (8,9) mit wenigstens je zwei Windilügeln (15) vorgesehen sind, daß die Drehachsen (10, 11) der Rotoren (8,9) parallel zueinander und im wesentlichen rechtwinklig zur Windrichtung angeordnet sind, daß der freie Abstand (15) der beiden Drehachsen (10,11) zueinander mindestens einer Windflügelbreite, jedoch höchstens zwei WindSlügelbreiten entspricht, und daß die Rotoren (8,9) um eine halbe Windflügel-"Teilung" zueinander versetzt angeordnet una schlupffrei miteinander im gegenläufigen Drehsinn gekoppelt sind.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verdrehbare Lagerbock (3) je zwei übereinander angeordnete Ausleger (4, 6 bzw. 5, 7),zwisohen denen je ein Rotor (8, 9) gelagert ist, aufweist, und daß die Ausenger (4, b bzw. 5, 7) so angeordnet sind, daß die Rotoren (8,9) in ihrer Lage zum Wind hinter dem Turm (1) stenen.
3) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, daaurch gekennzeichnet, daß auf der den Rotoren (8,9> gegenüberliegenden Seite des Turmes (2) an aem Lagerbock (3) ein zentrales, dachartig ausgebildetes Windleitblech (14) befestigt ist.
4) Vorrichtung nach úen Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, aaß die Rotoren (8, 9) über einen Kettentrieb (12) miteinander in ihrer Drehbewegung gekoppelt sind.