DE883428C

DE883428C - Windkraftwerk

Info

Publication number: DE883428C
Application number: DEB18061A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Bredtschneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-12-07
Filing date: 1951-12-07
Publication date: 1953-07-16

Description

Windkraftwerk Windkraftwerke der bekannten Bauarten benötigen im Verhältnis zu ihrer Leistung große Flügelräder, weil die Energie des Windes je Quadratmeter Wirkungsfläche nur gering ist. Die großen Flügelräder haben hohe Zentrifugalkräfte zur Folge, und um diese beherrschen zu können, darf die Drehzahl nur verhältnismäßig klein sein. Es entstehen große Drehmomente, die schwere Cretriebe erfordern. Die großen bewegten Massen und die mäßige Bearbeitungsgenauigkeit, die sich bei den großen Dimensionen ergibt, haben beträchtliche Erschütterungen des Windkraftwerkes und der Unterstützungskonstruktion. zur Folge.
Alle diese Nachteile werden bei einem Windkraftwerk nach der Erfindung dadurch vermieden oder verringert, daß der Treibwind durch eine Luftdüse aufgefangen und in ihr auf hohe Geschwindigkeit gebracht wird. An der engsten .Stelle der Luftdüse ist das Flügelrad angeordnet, das entsprechend der 'hohen Windgeschwindigkeit mit großer Drehzahl läuft. Die Abluft des Flügelrades gelangt in einen. Diffusor, in dem die Luftgeschwindigkeit verringert und damit der Luftdruck auf den. der Atmosphäre gesteigert wird, so daß kein Luftstau vor der Düse auftritt.
Die Welle des Flügelrades kann doppelseitig oder einseitig gelagert sein., wobei die Lager in Gondeln untergebracht werden, die zentral in der Luftdüse und dem Diffusor angeordnet sind. In: den Gondeln kann gleichzeitig das Getriebe und ein Elektrogenerator Platz finden.
Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades können Luftdüse und Diffusor außen mit einer strömungsgünstig ausgebildeten Verkleidung versehen werden, an der die von der Luftdüse nicht erfaßte Luft entlang strömt und auf die am Ende des Diffusors mit verringerter Geschwindigkeit austretende Abluft saugend wirkt. In .dem durch Düse und Diffusor einerseits und Verkleidung andererseits-.gebi,ldeten Hohlraum kann- in einfacher Weise die ganze Versteifungskonstruktion untergebracht werden.
Vor und hinter dem Flügelrad können Leit- -schaufeln fest oder verstellbar angebracht werden, so daß die Zu- und Abströmung .der Luft des Flügelrades in jede gewünschte Richtung gelenkt werden kann.
Die Flügel des Flügelrades können von der Hauptwelle aus verstellbar ausgebildet werden, z. B. derart, daß sie in der Flügelachse drehbar sind, und daß dadurch der Zu- und Abströmwinkel der Flügel den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann. Diese Flügelverstellung kann z. B. von, einem Fliehkraftregler oder von- anderen Einrichtungen aus automatisch erfolgen. Die Flügelverstellung kann, beispielsweise auch derart sein, daß die Flügel bei Überschreiten des zulässigen Winddrucks in der Art eines Regenschirmes mehr oder weniger nach hinten zusammenklappen.
Das ganze Aggregat wird zweckmäßig auf einem Bock oder Mast drehbar gelagert, so- daß. -es jeweils in die Windrichtung eingestellt werden 'kann: Dabei kann der Diffusor als Windfahne dienen, so daß die Einstellung selbsttätig erfolgt. Die Einstellung .in Windrichtung kann. auch durch eine besondere Verstelleinrichtung bewirkt oder unterstützt werden, wobei .der Antriebsimpuls von einer besonderen, an beliebiger Stelle angeordneten kleinen Windfahne abgeleitet wird.
Bei Windkraftwerken großer Abmessungen kann -der Hauptdrehzapfen und die Stützstreben -der Gondeln hohl ausgeführt sein, so daß eine Zugänglichkeit aller Lauf- und Verstelleinrichtünggen im Betrieb ermöglicht wird.
Statt des in der Gondel untergebrachten, von. der Hauptwelle des Flügelrades angetriebenen. Gene- -rators 'kann auch das Flügelrad selbst durch Wicklungen an den Flügelspitzen - als -Generatorrotor dienen, wobei dann die Statorwicklungen gegenüber den ,Flügelspitzen an der engsten Stelle der Düse angeordnet werden. .-Ein Ausführungsbeispiel eines Windkraftwerkes nach .der- Erfindung ist in seinen wesentlichen Einzelteilen in der Zeichnung dargestellt.
In der Luftdüse i wird der Wind, dessen Strömungsrichtung durch die Pfeile angedeutet ist, auf hohe Geschwindigkeit gebracht. Die Hauptwelle :2 trägt die Flügel 3, die .den engsten Querschnitt der Luftdüse bestreichen. Die ist in der vorderen Gondel ¢ und in der hinteren Gondel 5 gelagert. Die Energie der Welle :2 wird durch das Getriebe .6 auf den Elektrogenerator 7 übertragen. Hinter dem Windrad schließt der Diffusor 8 an, durch den die Abluft abgeleitet wird. Die Gondeln q. und 5 werden durch die Streben. 9 in zentraler Lage gehalten. Durch die Leitklappen io und zi=@kann,=@die Richtung der den F1ügeIn.3 zu-und von ihnen abströmenden Luft eingestellt werden. Das ;ganze Aggregat ist durch eine Umhüll-ung 12 verkleidet. Die Versteifungskonstruktion ist mit 13 nur angedeutet. Gelagert ist das Windkraftwerk mittels des Drehzapfens 14 in, den Lagern 15 des Tragmastes 16, der durch Seile 17 verspannt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wind@lcraftwerk, gekennzeichnet durch eine Luftdüse, in der der Treibwind auf hohe Geschwindigkeit gebucht wird und in .deren engstem Querschnitt sich das Flügelrad befindet, wobei ,der Abwind hinter dem Flügelrad --durch einen Diffusor abgeleitet wird.
2. Windkraftwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Flügelrades und das Getriebe in Gondeln angebracht sind, .die sieh auf die Luftdüse und den Diffusor abstützen.
3. Windkraftwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Luftdüse und Diffusor mit einer Verkleidung umgeben sind, die die am Umfang der Düse vorb-eistreichende Luft so führt, daß diese saugend auf die Abluft des Diffusors wirkt. - q..
Windkraftwerik nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftdüse vor dem Flügelrad Leitschaufeln fest oder verstellbar angebracht sind.
5. Windkraftwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Diffusor hinter dem Flügelrad Leitschaufeln fest oder verstellbar angebracht sind.
6. Windkraftwerk nach Anspruch i, dadurch .gekennzeichnet, daß die Flügel des Flügelrades verstellbar sind.
7. Windkraftwerk nach Anspruch i, dadurch ,gekennzeichnet, daß - Düse und Diffusor auf einem Bock oder Mast drehbar gelagert sind, "so daß sie nach der Windrichtung einstellbar sind oder sich selbst einstellen. -8. Windkraftwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad als Rotor eines Elektrogenerators ausgebildet ist und gegenüber den Flügelspitzen an der engsten Stelle der Düse 'die Statorwicklungen des Generators angebracht sind.