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Die Erfindung bezieht sich auf eine Windkraftmaschine mit zwei in Abstand voneinander ange- ordneten, gegensinnig rotierenden Windrädern, deren Rotationsachsen im wesentlichen parallel zueinander und im wesentlichen vertikal verlaufen und deren Flügel verschwenkbar sind.
Bekannte Maschinen dieser Art weisen die Eigenart auf, dass sie dank der verschwenkbaren
Flügel ohne besondere Luftleitkörper betrieben werden können. Allerdings ist der Wirkungsgrad solcher Maschinen nicht sehr hoch, was insbesondere bei für grosse Leistungen ausgelegten
Maschinen als erheblicher Nachteil zu bezeichnen ist.
Es sind anderseits auch Maschinen bekannt geworden, welche den obengenannten entsprechen, jedoch starre Flügel aufweisen. Bei diesen Maschinen sind Luftleitkörper erforderlich, die sich nach dem Stand der Technik bei Ausrichten der Windräder nach dem Wind mit den Rädern mit- drehen. Die an den Leitkörpern angreifenden Kräfte sind insbesondere bei grossen und hochge- bauten Windkraftmaschinen erheblich und müssen bei der Dimensionierung der Lagerung berück- sichtigt werden.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Windkraftmaschine zu schaffen, die sich auch bei Auslegung auf grosse Leistungen durch einen hohen Wirkungsgrad und einen einfachen, ökonomischen Aufbau auszeichnet.
Dieses Ziel lässt sich ausgehend von einer Maschine der eingangs genannten Art dadurch erreichen, dass erfindungsgemäss ein in an sich bekannter Weise zwischen den Windrädern vorgesehener Luftleitkörper als starres, vertikales und feststehendes Rohr ausgebildet ist, um dessen Achse die Windräder verschwenkbar sind. Dank dieser Ausbildung kann der Luftleitkörper als Tragrohr für die gesamte, oft sehr hoch gebaute Windkraftmaschine dienen.
Um die Strömungsverhältnisse zu verbessern, kann es empfehlenswert sein, wenn unmittelbar an das feststehende Rohr ein um die Rohrachse verschwenkbarer, mit den Windrädern verbundener Stromlinienteil anschliesst.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Windräder zum Ausrichten mit der Windrichtung in an sich bekannter Weise mit einer Stabilisierungsflosse od. dgl. gekoppelt sind.
Zweckmässig ist es, wenn das feststehende Rohr als Zylinder, Kegel oder Kegelstumpf ausgebildet ist.
Die Erfindung samt ihren weiteren Vorteilen und Merkmalen ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemässe Windkraftmaschine in schematischer Vorder-bzw. Seitenansicht Fig. 2 eine moditizierte Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Maschine in schematischer Draufsicht, Fig. 3 zwei Flügelgruppen eines Windrades in Vorderansicht und Fig. 4 hiezu eine Draufsicht.
Gemäss Fig. 1 weist eine Windkraftmaschine gemäss der Erfindung ein vertikales, starres und mit einem Fundament verbundenes zylindrisches Rohr --2-- auf. Einander diametral gegenüberliegend sind zwei Windräder --3--'vorgesehen, die um vertikale Achsen --4-- drehbar sind und im gezeigten Beispiel jeweils -11-- Flügelgruppen aufweisen. Die Achsen --4-- der Windräder - sind in einem Rahmen --5-- gelagert, der seinerseits um eine Achse --6--, die mit der Achse des Rohres --2-- zusammenfällt, drehbar ist. Die Flügel --7-- der Windräder --3-- sind verschwenkbar ausgebildet, wie weiter unten noch näher erläutert wird.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist an dem um die Achse --6-- verschwenkbaren Rahmen --5-- noch ein Stromlinienteil --8-- befestigt, der unmittelbar an das Rohr --2--
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richtung sind weiters Stabilisierungsflossen -9-- an der Vorderseite des Rahmens --5-- vorgesehen.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Teilansicht eines der beiden Windräder --3-- dargestellt. Die einzelnen Flügel 7 der untereinander liegenden Flügelgruppen sind in bekannter Weise um horizontale Achsen verschwenkbar, so dass sie dem Wind in Drehrichtung der Räder gesehen ihre volle Fläche entgegensetzen (Fig. 4 rechts), im weiteren Verlauf ihrer Drehung jedoch in eine im wesentlichen unwirksame Stellung klappen (Fig. 4 links).
Im Betrieb rotieren beide Windräder --3-- gegensinnig, wobei das Rohr-2-- als Luftleitkörper dient und wesentlich zur Erhöhung des Wirkungsgrades beiträgt. Die einzelnen Flügelgruppen treiben Pumpen, Generatoren od. dgl., wobei die beiden Windräder -3-- miteinander gekoppelt sein können. Auch können einzelne Flügelgruppen wahlweise mit der Rotationsachse--4--
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koppelbar sein, so dass beispielsweise beschädigte Flügel repariert werden können, ohne dass es notwendig wäre, die ganze Maschine stillzulegen. Die einzelnen Flügel --7-- können auch aus elastischem Material bestehen, wodurch die Beschädigungsgefahr bei Sturmeinwirkung geringer wird.
Das als Luftleitkörper und Tragkonstruktion dienende Rohr --2-- kann z. B. aus Metall oder Beton bestehen, wobei der Hohlraum im Inneren des Rohres etwa zur Speicherung von Druckluft heranziehbar ist. Es ist anderseits auch möglich, das Rohr --2-- durch Beplanken eines Gerüstes zu bilden. Hiebei kann die Rohroberfläche so ausgebildet sein, dass Oberflächenbereiche bei starken Winddrücken federnd nachgeben, wodurch die Sturmsicherheit höher wird. Es ist nicht zwingend, dass der Luftleitkörper als zylindrisches Rohr ausgebildet ist, vielmehr ist es auch möglich, dem Rohr die Form eines Kegels oder eines Kegelstumpfes zu geben, der nach oben konisch zuläuft.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Windkraftmaschine mit zwei in Abstand voneinander angeordneten, gegensinnig rotierenden Windrädern, deren Rotationsachsen im wesentlichen parallel zueinander und im wesentlichen vertikal verlaufen und deren Flügel verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein in an sich bekannter Weise zwischen den Windrädern (3) vorgesehener Luftleitkörper als starres, vertikales und feststehendes Rohr (2) ausgebildet ist, um dessen Achse (6) die Windräder (3) verschwenkbar sind.
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The invention relates to a wind power machine with two wind turbines rotating at a distance from one another, the axes of rotation of which run essentially parallel to one another and essentially vertically and the blades of which can be pivoted.
Known machines of this type have the peculiarity that thanks to the pivotable
Wings can be operated without a special air baffle. However, the efficiency of such machines is not very high, which is particularly the case for machines designed for high performance
Machines can be described as a considerable disadvantage.
On the other hand, machines have also become known which correspond to the above-mentioned but have rigid wings. These machines require air guiding bodies which, according to the prior art, rotate with the wheels when the wind turbines are aligned with the wind. The forces acting on the guide bodies are considerable, particularly in the case of large and tall wind turbines, and must be taken into account when dimensioning the bearing.
It is an object of the invention to provide a wind power machine which is characterized by a high degree of efficiency and a simple, economical construction, even when designed for large outputs.
This goal can be achieved on the basis of a machine of the type mentioned at the outset in that, according to the invention, an air guide provided between the wind turbines in a manner known per se is designed as a rigid, vertical and fixed tube, about the axis of which the wind turbines can be pivoted. Thanks to this design, the air guide body can serve as a support tube for the entire, often very tall, wind turbine.
In order to improve the flow conditions, it may be advisable if a streamline part which is pivotable about the pipe axis and is connected to the wind turbines is connected directly to the fixed pipe.
It is also advantageous if the wind turbines are aligned with a stabilizing fin or the like for alignment with the wind direction in a manner known per se.
It is expedient if the fixed tube is designed as a cylinder, cone or truncated cone.
The invention together with its further advantages and features is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments which are illustrated in the drawings. 1 shows a wind power machine according to the invention in a schematic front or 2 shows a modified embodiment of the machine shown in FIG. 1 in a schematic plan view, FIG. 3 shows two groups of blades of a wind turbine in a front view and FIG. 4 shows a plan view thereof.
1, a wind power machine according to the invention has a vertical, rigid cylindrical tube --2-- connected to a foundation. Diametrically opposite one another, two wind turbines --3 - 'are provided, which are rotatable about vertical axes --4-- and each have -11-- wing groups in the example shown. The axes --4-- of the wind turbines - are mounted in a frame --5--, which in turn is rotatable about an axis --6--, which coincides with the axis of the tube --2--. The blades --7-- of the wind turbines --3-- are designed to be pivotable, as will be explained in more detail below.
In the embodiment shown in Fig. 2, a streamline part --8-- is attached to the frame --5-- which can be pivoted about the axis --6-- and which is directly connected to the pipe --2--
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directional stabilizing fins -9-- are also provided on the front of the frame --5--.
3 and 4, a partial view of one of the two wind turbines --3-- is shown. The individual wings 7 of the wing groups lying one below the other can be pivoted in a known manner about horizontal axes, so that they oppose the full surface of the wind when viewed in the direction of rotation of the wheels (FIG. 4 right), but in the course of their rotation into an essentially ineffective position fold (Fig. 4 left).
In operation, both wind turbines rotate --3-- in opposite directions, with the tube 2-- serving as an air guide and contributing significantly to increasing the efficiency. The individual wing groups drive pumps, generators or the like, the two wind turbines -3-- being able to be coupled to one another. Individual wing groups can also be rotated with the axis of rotation - 4--
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can be coupled so that, for example, damaged wings can be repaired without the need to shut down the entire machine. The individual wings --7-- can also be made of elastic material, which reduces the risk of damage in the event of a storm.
The pipe --2-- serving as air guide and supporting structure can e.g. B. consist of metal or concrete, the cavity inside the tube can be used for storing compressed air. On the other hand, it is also possible to form the tube --2-- by planking a scaffold. The pipe surface can be designed in such a way that surface areas give way under strong wind pressures, which increases storm safety. It is not imperative that the air guiding body is designed as a cylindrical tube, rather it is also possible to give the tube the shape of a cone or a truncated cone which tapers conically upwards.
PATENT CLAIMS:
1. Wind turbine with two mutually spaced, oppositely rotating wind turbines, the axes of rotation of which run substantially parallel to one another and essentially vertically and whose blades are pivotable, characterized in that an air guide provided in a known manner between the wind turbines (3) as rigid, vertical and fixed tube (2) is formed, around the axis (6) of which the wind turbines (3) can be pivoted.