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DE20019832U1 - Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung zur optimierten Nutzung der Windenergie - Google Patents

Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung zur optimierten Nutzung der Windenergie

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Publication number
DE20019832U1
DE20019832U1 DE20019832U DE20019832U DE20019832U1 DE 20019832 U1 DE20019832 U1 DE 20019832U1 DE 20019832 U DE20019832 U DE 20019832U DE 20019832 U DE20019832 U DE 20019832U DE 20019832 U1 DE20019832 U1 DE 20019832U1
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rotor
wind turbine
attached
air
centrifugal wind
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Description

Eugen Radtke - Buriienstr. 1 - 5£64$ Mcfcenjcjh 300
Beschreibung
Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung
Die Erfindung bezieht sich auf Windkrafträder zur Nutzung der Windenergie. 310
Herkömmliche Windkrafträder sind mit Rotoren ausgestattet, welche einen festen, nicht variablen, Schwerpunkt haben.
Ihre Rotoren sind während der Rotationsphase, unter Nutzung der Zentrifugalkraft, weder vergrößer- noch verkleinerbar. Die dabei auftretenden erheblichen Zentrifugalkräfte wurden bisher bei der Energiegewinnung vernachlässigt bzw. anderweitig genutzt.
Siehe Patent: DE 195 29 096 Al sowie DE 40 14 685 Al
Meine Erfindung ist eine Weiterentwicklung meines Patentantrages Nr.: 10016513.3 und meines Gebrauchsmusters, Nr.: 20006113.5.
Meine Erfindung nutzt dabei die Zentrifugalkraft während der Rotationsphase, um Masse (flüssige und /oder feste Stoffe)/ Gewichte inner- und /oder außerhalb der Rotoren und des rotortragenden Stammes zu bewegen.
Diese zentrifugale Massenverschiebung wird zusätzlich genutzt, um im oder am Rotor und/oder rotorentragenden Stamm angebrachte Luftbehälter nach dem Blasebalgprinzip zusammenzudrücken.
Die entweichende Luft wird in einem oder mehreren Luftdruckbehältern gespeichert und bei Bedarf oder direkt so außerhalb des Rotors geleitet, dass durch den Luftaustritt der Rotor in Bewegung gesetzt und/oder in seiner Bewegung unterstützt wird.
Eugen Radtke - Budiengtr. 1 - ^664$ Nicfcenj^h j
Erläuterung/ Funktionsprinzip:
Man befestigt einen mit Luft gefüllten Luftballon an das Rotorblattende eines Spielzeug-Windrades mit horizontaler oder vertikaler Rotationsebene. Beim öffnen des Mundstückes des Luftballons entweicht die Luft im Luftballon unter Druck nach außen. Gleichzeitig fängt das Spielzeug-Windrad mit einer bemerkenswerten Drehzahl an zu rotieren.
Nach diesem Prinzip arbeitet meine Erfindung.
Diese pneumatische Unterstützung gewinne und nutze ich bei meiner Erfindung, indem ich die vorhandene Zentrifugalkraft nutze, um mit Hilfe von Masse/ Gewichten und der daraus resultierenden G-Belastungen, Luft zu komprimieren und diese in Luftdruckbehälter zu speichern und bei Bedarf außerhalb des Rotors zu leiten oder direkt außerhalb des Rotors zu leiten.
Im folgenden wird die Erfindung gemäß der Ansprüche anhand von Beispielen und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Grundsätzlich lässt sich dieses Prinzip in drei verschiedenen Ausführungen realisieren. 1. (siehe Anspruchl) Im innern des Rotor sind axial bewegliche Gewichte (Figure 1 Pkt 3) und flexible (siehe Anspruch 6) Luftbehälter (Figure 1 Pkt 28) angebracht. Während der Rotation des Windkraftrades bewegen sich die Gewichte aufgrund der Zentrifugalkraft vom Rotormittelpunktweg und drücken so die angebrachten Luftbehälter zusammen.
Die entweichende Luft wird in einem Luftdruckbehälter (Figure 1 Pkt 36) gepresst und/oder über eine Luftauslassdüse (Figure 1 Pkt 37), die am äußeren Ende des Rotorblattes/Windfänger (Figure 1 Pkt 1) angebracht ist, nach außen geführt. Die Rückführung der Gewichte Richtung Rotormittelpunkt, bei abnehmender Rotation und daraus resultierend abnehmender Zentrifugalkraft, erfolgt über eine federbelastete Rückholrolle (Figure 2 Pkt 6) und/oder mittels eines angebrachten Gefälles Richtung Rotormittelpunkt (Figure 2, siehe Anspruch 29 und 30).
Bei Bedarf (Figure 1,2 Pkt 33, Anspruch 23) wird die Luft in den Druckluftbehälter über die Luftauslassöflhung (Figure 1 Pkt 37) so aus dem Rotor geleitet, dass durch den Luftaustritt der Rotor in Bewegung gesetzt und/oder in seiner Bewegung unterstützt wird.
Eugen Radtke - Buphenstr. 2 - 5j
Diese zusätzliche Rotationsunterstützung optimiert die Nutzung der Windenergie.
Mathematisch betrachtet sieht dies z.B. wie folgt aus:
Eines der axial bewegliche Gewichte (Figure 1 Pkt 3) hat ein Gewicht von 30 kg (m).
Das Rotorblatt/Windfängerbefestigungsarm (Figure 1 Pkt 2) hat eine Länge von 8 m (r).
Die Umfangsgeschwindigkeit beträgt 3 m/s2 (v2).
Fliehkraftformel: Fz = m &khgr; &ngr;2: r
Erdanziehungskraft : Ig = 9,81
Fallbeschleunigung: 9,81 m/s2
Fz = mxv2:r =30x32: 8 = 33,75
33,75 : 9,81 = 3,44 g
Das heißt: Die vorhandene Luft wird in jedem so konstruierten Rotorblatt/Windfängerbefestigungsarm (Figure 1 Pkt 2) mit beeindruckenden 3,44 G-Belastung des Gewichtes in die Luftdruckbehälter gepresst und/oder direkt außerhalb des Rotors geleitet.
2. (siehe Anspruch 2) Die im innern des Rotors axial beweglichen Gewichte (Figure 4) sind mit den am rotortragenden Stamm beweglich angebrachten Gewichten verbunden (Figure 4 Pkt 41 und Figure 3 Pkt 41).
Am unteren Ende des Stammes sind flexible Luftbehälter angebracht (Figure 3 Pkt 28 und Figure 4 Pkt 28). Während der Rotation des Windkraftrades bewegen sich die axial beweglichen Gewichte im Rotor aufgrund der Zentrifugalkraft, vom Rotormittelpunkt weg und befördern so über ein Förderband (Figure 3 Pkt 40, Anspruch 13) oder über ein Seil bzw. Kette (Figure 4 Pkt 4), das beweglich angebracht Gewicht am Stamm (Figure 4 Pkt 41 und Figure 3 Pkt 41) nach oben. Gemäß Anspruch 9,10 und 11 ist es zweckmäßig, ein Getriebe zwischen den Gewichten im Rotor und den Gewichten am Stamm anzubringen (Figure 4 Pkt 38). Mittels einer elektromagnetischen Auslösevorrichtung (Figure 3 Pkt 42) trennen sich die Gewichte am Stamm vom Förderband (Figure 3 Pkt 40) und fallen auf die unterhalb angebrachten flexiblen Luftbehälter(Figure 3 Pkt 28). Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass
Eugen Radtke - Buphenstr. 2 - 5§5643 Nic&enjoji j
die am Stamm angebrachten Gewichte ohne Förderbandkonstruktion, nur mittels eines zwischengeschalteten Getriebes (Figure 4 ), nach oben transportiert und mittels einer zuschaltbaren Freilauf-/ Leerlauffunktion (Anspruch 10), wie in Figure 4 beschrieben, auf die Luftbehälter fallen lässt. Die entweichende Luft wird in einem Luftdruckbehälter gepresst (Figure 3 Pkt 36 und Figure 4 Pkt 36) und/oder über eine Luftauslassdüse (Anspruch 22, Figure 3 und 4 Pkt 37) die am äußeren Ende des Rotorblattes/Windfänger angebracht ist, nach außen gefuhrt. Die Rückführung der Gewichte Richtung Rotormittelpunkt, bei abnehmender Rotation und daraus resultierend abnehmende Zentrifugalkraft, erfolgt mittels eines angebrachten Gefälles Richtung Rotormittelpunkt (Figure 3, siehe Anspruch 29 und 30). Bei Bedarf ( Anspruch 23) wird die Luft in dem Druckluftbehälter über die Luftauslassöftnung (Figure 3,4,5 Pkt 37) so aus dem Rotor geleitet, dass durch den Luftaustritt der Rotor in Bewegung gesetzt und/oder in seiner Bewegung unterstützt wird.
Diese zusätzliche Rotationsunter Stützung optimiert die Nutzung der Windenergie.
Mathematisch betrachtet sieht dies z.B. wie folgt aus:
Das am rotortragenden Stamm beweglich angebrachte Gewichte (Figure 4 Pkt 41 und Figure 3 Pkt 41) hat ein Gewicht von 100 kg (m).
Gewichtskraftformel: G = m &khgr; g
Erdanziehungskraft : Ig = 9,81
Fallbeschleunigung : g = 9,81 m/s2
Fliehkraftformel: Fz = m &khgr; &ngr;2 . r
Über die Fliehkraftformel und eines zwischengeschalteten Getriebes wird das am rotortragenden Stamm beweglich angebrachte Gewichte (Figure 4 Pkt 41 und Figure 3 Pkt 41) mittels der axial beweglichen Gewichte (Figure 4) im Rotor nach oben befördert. Fällt dieses Gewicht nun, durch die aktivierte Leerlauffunktion (Anspruch 10) auf die am Stamm angebrachten Gewichte, greift folgende Formel.
Gewichtskraftformel: G = m &khgr; g = 100 &khgr; 9,81 =981 430
Das heißt: Die vorhandene Luft wird aufgrund der Fallbeschleunigung mit einem enormen Gewichtskraft in die Luftdruckbehälter gepresst und/oder direkt außerhalb des Rotors geleitet.
Eugen Radtke - Bitfhenstr. £ - 3664$ Mcjcerp<jh ·
3. ( siehe Anspruchl5) Im innern des Rotor sind die axial bewegliche Gewichte mit Ventile ausgestattet, die nach dem Luftpumpenprinzip funktionieren (Figure 6 und 7 Pkt 35). Während der Rotation des Windkraftrades bewegen sich die Gewichte aufgrund der Zentrifugalkraft vom Rotormittelpunkt weg und drücken so die im Windfängerbefestigungsarmhohlraum/ Rotorblatthohlraum befindliche Luft in einen Luftdruckbehälter (Figure 6 und 7 Pkt 36)und/oder direkt außerhalb des Rotors. Bei abnehmender Rotation und daraus resultierend abnehmender Zentrifugalkraft, werden die Gewichte über eine federbelastete Rückholrolle (Figure 6 Pkt 6)und/oder mittels eines angebrachten Gefälles, Richtung Rotormittelpunkt (Figure 6 und 7, siehe Anspruch 29 und 30) wieder zurückgeführt. Dabei öffnen sich die an den Gewichten angebrachten Ventile und der Windfängerbefestigungsarmhohlraum/Rotorblatthohlraum füllt sich wieder mit Luft. Bei Bedarf (Figure 6,7 Pkt 33, Anspruch 23) wird die Luft in den Druckluftbehälter über die Luftauslassöffhung (Figure 6,7 Pkt 37) so aus dem Rotor geleitet, dass durch den Luftaustritt der Rotor in Bewegung gesetzt und/oder in seiner Bewegung unterstützt wird.
Diese zusätzliche Rotationsunterstützung optimiert die Nutzung der Windenergie.
Mathematisch betrachtet sieht dies z.B. wie folgt aus:
Eines der axial bewegliche Gewichte (Figure 6,7 Pkt 3) hat ein Gewicht von 30 kg (m). Das Rotorblatt/Windfängerbefestigungsarm (Figure 6,7 Pkt 2) hat eine Länge von 8 m (r).
Die Umfangsgeschwindigkeit beträgt 3 m/s2 (v2).
Fliehkraftformel: Fz = m &khgr; &ngr;2: r
Erdanziehungskraft : Ig = 9,81
Fallbeschleunigung : 9,81 m/s2
Fz = m &khgr; v2 : r = 30 &khgr; 32 : 8 = 33,75
33,75 : 9,81 = 3,44 g
Das heißt: Die vorhandene Luft wird in jedem so konstruierten Rotorblatt/Windfängerbefestigungsarm (Figure 6,7 Pkt 2) mit beeindruckenden 3,44 G-Belastung des Gewichtes, in die Luftdruckbehälter gepresst und/oder direkt außerhalb des Rotors geleitet.
EugenRadtke-Buchenstr'2-56645:Nicl«2nipii ···. ···« * · · · ·
Erläuterungen der anderen Ansprüche:
Anspruch 3 beschreibt, dass eine direkte Verbindung mit dem im wesentlichen axial beweglichen Gewicht und dem Luftbehälter (Figure 1,2 Pkt 3 und 28) bestehen muss.
Anspruch 4 legt die Bewegungsrichtung des Gewichtes fest, so dass ein zusammendrücken des Luftbehälters gewährleistet ist (Figure 1,2,4 Pkt 3 und 28).
Anspruch 5 gewährleistet bei Rückführung der im wesentlichen axial beweglichen Gewicht zum Rotormittelpunkt, dass sich der Luftbehälter wieder entfaltet und sein Volumen vergrößert (sich wieder mit Luft füllt). Dabei zieht er durch die bestehende Verbindung den Luftbehälter wieder auseinander (Figure 1,2 Pkt 3 und 28). Dies ist in der Regel dann anwendbar, wenn die Luftbehälter nicht federbelastet sind und sich nicht selbstständig wieder entfalten.
Anspruch 6 und 31 beschreibt die technischen Vorraussetzungen für die Funktionstüchtigkeit der Luftbehälter nach dem Blasebalgprinzip (Figure 1, 2, 3, 4, 5 Pkt 28,29).
Anspruch 7 last die Möglichkeit beliebiger Öffnungen des Luftbehälters und deren möglicher Anbauteile offen.
Anspruch 8 ermöglicht die Kombination von mehreren unterschiedlichen Rotoren an einem Stamm. Z.B.: Rotoren nach Figure 2,3 und 7 an einem Stamm.
Anspruch 9, 10 und 11 beschreibt die Anbringung, Ausstattung und die Funktionsweise des Getriebes (Figure 4 Pkt 38).
495
Anspruch 12 beschreibt die Anbringung und Konstruktion der Führungsschienen (Figure 5 Pkt 43).
Anspruch 13 beschreibt die alternative Möglichkeit über ein Förderband, die am Stamm angebrachten Gewichte zu befördern (Figure 3 Pkt 40).
Eugen Radtke - Buehensfr.»2 - 56645 Nifkepieh ·
Anspruch 14 beschreibt die Ausstattung und Funktionsweise des Förderbandes (Figure 3 Pkt 40).
505
Anspruch 16 beschreibt die Anbringung und Funktionsweise der Auslösevorrichtung (Figure 3 Pkt 42).
Anspruch 17 gewährleistet, dass die am rotortragenden Stamm beweglich angebrachten Gewichte beim Fall und/oder Transport nach unten auf die flexiblen Luftbehälter treffen (Figure 3,4,5 Pkt 28).
Anspruch 18 und 19 eröffnet die Möglichkeit, die Druckluftbehälter aufgrund ihres Eigengewichtes in den beweglich angebrachten Gewichten zu integrieren (Figure 2,3,4,6,7 Pkt 36).
Anspruch 20 bezieht sich auf die Anbringung der Druckluftbehälter außerhalb und/oder innerhalb der Windkraftanlage (Figure 1 Pkt 36).
Anspruch 21 bezieht sich auf die Möglichkeit, dass die Luft direkt, ohne Zwischenspeicherung im Druckluftbehälter, nach außen gefuhrt wird.
Anspruch 22 bezieht sich auf die Position und Anbringungsweise der Luftauslassöffhung/Düse, um der Funktionsweise des Rückstoßprinzips gerecht zu werden.
Anspruch 23 bezieht sich auf die Ventilverbindung zum Luftdruckbehälter und die Funktionsweise der angebrachten Ventilsteuerung (Figure 1,2 Pkt33).
Anspruch 24 und 25 bezieht sich auf das Zusammenwirken von der Getriebesteuerung, der Regeleinheit und den am Rotor angebrachten Sensoren (Figure 1-7 Pkt 7) und eröffnet damit die Möglichkeit, anhand der Position der Gewichte (Figure 2,4 Pkt 3) und/oder der Position der ein- und/oder ausfahrbaren Rotoren (Figure 4, 7, 8 Pkt 18) und/oder der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors, die Übersetzung des Getriebes (Figure 4, Pkt 38) zu
Eugen Radtke - BufihenStr. *2 - 56645 Ni&eijiph ; ··*· ···· ··· «·· ·· ..
ändern. Dabei besteht die Option mit einer Regeleinheit alle oder mehrere Getriebe anzusprechen, die dann ihr Übersetzungsverhältnis ändern.
Anspruch 26 bezieht sich auf die ein- und/oder ausfahrbaren Rotoren (Figure 4, 7, 8 Pkt 18), die ihren Durchmesser bei zunehmender Drehzahl und damit zunehmender Zentrifugalkraft vergrößern können.
Anspruch 27 und 28 beziehen sich auf die Anbringung einer Synchronisationsvorrichtung, zur Vermeidung von Unwuchten während der Rotationsphase (Figure 8).
Anspruch 29 bezieht sich auf ein angebrachtes Gefälle der Rotorblätter/Windfängerarme in Richtung Rotormittelpunkt, beim horizontal angebrachten Rotor, um das automatische Rückführen der ein- und/oder ausfahrbaren Rotoren (Figure 4, 7, 8 Pkt 18) und der angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewicht (Figure 2,4 Pkt 3), bei abnehmender Rotation und damit abnehmender Zentrifugalkraft zu ermöglichen, bzw. zu unterstützen.
Anspruch 30 bezieht sich auf ein angebrachtes Gefälle des Untergrundes der im wesentlichen axial beweglichen Gewicht (Figure 2,4 Pkt 3) in Richtung Rotormittelpunkt, um das automatische Rückführen der angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewicht (Figure 2,4 Pkt 3), beim horizontal angebrachten Rotor, bei abnehmender Rotation und damit abnehmender Zentrifugalkraft zu ermöglichen, bzw. zu unterstützen.
(Sie rollen dadurch wieder in ihre Ausgangsposition zurück). 560
Anspruch 32 bezieht sich auf die unterschiedlichen möglichen Kombinationen der Ansprüche 1 bis 31.
Z.B.:
Figure 4 = Kombination der Ansprüche
1,2,4,6,7,9,10,11,12,17,18,22,23,24,25,26,27,28,29,30 und 31.
Figure 2 = Kombination der Ansprüche
1,3,4,5,6,7,19,20,21,22,23,28,29,30 und 31.
Eugen Radtke - Buchenste* 2 - 56645»NicKenfcii J
Die Vorteile eines Zentrifugal-Windkraftrades mit pneumatischer Unterstützung gemäß der Ansprüche sind:
■ optimierte Nutzung der Windenergie
■ pneumatische Rotationsunterstützung nach dem Rückstoßprinzip (Druckluft) ■ dadurch Erzeugung eines höheren Drehmoment, welches in elektrische Energie umgesetzt werden kann
■ die gespeicherte Luft im Druckbehälter kann bei Bedarf nach außen geleitet werden, um die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors bei schwachen Wind zu mindestens zeitweise konstant zuhalten. Dies hat den Vorteil einer konstanten Leistungsabnahme bei vorrübergehend schwachen Wind.
■ bei stehendem Rotor und schwachen Wind kann die gespeicherte Luft im Druckbehälter, bei Bedarf nach außen geleitet werden um eine Anfangsdrehzahl zu erzeugen. Dies hat den Vorteil, dass der schwache Wind durch die anschließende Eigenbewegung des Rotors (Trägheit der Masse) es einfacher hat, den Rotor in Bewegung zu halten. Begründung : Es wird wesentlich mehr Energie benötigt einen stehenden Rotor in Bewegung zu setzen, als einen rotierenden Rotor in seiner Bewegung zu Unterstützen.
■ dadurch wird eine geringere Windgeschwindigkeit zur Minimalbetreibung benötigt.
Eugen Radtke - BuöhensVr. 1 - 56645 Ni&eeich
16 Erläuterungen zu Figure 1-8
1 Windfänger
2 Windfangerbefestigungsarme
3 auf Rollen gelagertes Gewicht
4 Befestigungsseil
5 Gewichtshalterung
6 Federbelastete Rückholrolle
7 Windfängerbefestigungsarm- und Gewichtspositionsermittlungssensoren
8 Aufliegevorrichtung
9 Axial Kugellager
10 drehende Windfängerbefestigungshülse (siehe auch 22) 11 feststehende Haltevorrichtung (siehe auch 21)
12 Zahnradkranz
13 elektr./ mech. Getriebe
14 Welle
15 Generator
16 Ausfahrbegrenzer
17 fest montierter Windfängerarm
18 ein-/ ausfahrbarer Windfängerarm
19 nach innen gewölbter Windfänger
20 nach außen gewölbter Windfänger 21 feststehender rotortragender Stamm
22 rotierender rotortragender Stamm
23 Getriebehalterung
24 Rollenhalter
25 Rückholfeder
26 Haltewinkel
27 Zahnrad
28 flexibler Luftbehälter (Blasebalg)
29 Feder
Eugen Radtke - Buehenstr.»2 - £664*> Ni|kepiph ·
30 Leitung fur Luftstrom Richtung Luftauslassöffiiung
31 Leitung für Luftstrom Richtung Druckbehälter
32 Bypass - Leitung
33 elektrische/ mechanische Ventilsteuerung
34 Druckmesser
35 Ventil
36 Druckbehälter in dem die komprimierte Luft gespeichert wird
37 Luftauslassöffiiung/ Düse
38 Getriebe mit Steuer- und Regeleinheit
39 Umlenkrolle
40 Förderband
41 Gewicht
42 Elektromagnet ( Auslösevorrichtung)
43 Führungsschiene
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Claims (31)

1. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mit mindestens einem intern im Rotor und/oder mindestens einem extern am Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewicht und mit mindestens einen intern im Rotor und/oder mindestens einen extern am Rotor fest oder lösbar angebrachten Luftbehälter ausgestattet ist.
Das Volumen dieses Luftbehälters oder dieser Luftbehälter ist/sind, mittels der/des intern und/oder extern im/am Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewichtes, veränderbar.
2. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung ist dadurch gekennzeichnet, dass an den rotor- oder rotorentragenden Stamm mindestens ein Luftbehälter und ein oder mehrere beweglich angebrachte Gewichte angebracht sind. Dieses beweglich angebrachte Gewicht oder diese beweglich angebrachten Gewichte am rotor- oder rotorentragenden Stamm sind direkt und/oder indirekt über ein Seil und/oder eine Kette und/oder einer anderen Verbindung mit mindestens einem intern im Rotor und/oder mindestens einem extern am Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewicht verbunden.
3. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein intern im Rotor und/oder mindestens ein extern am Rotor angebrachter Luftbehälter mit mindestens einem intern und/oder extern im/am Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewicht fest oder lösbar verbunden ist.
4. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein intern und/oder extern im/am Rotor angebrachtes im wesentlichen axial bewegliches Gewicht, bei ausreichender Rotation, sich in der Weise nach außen bewegt, dass mindestens ein intern im Rotor und/oder mindestens ein extern am Rotor angebrachter Luftbehälter so zusammengedrückt wird, dass er sein Volumen reduziert.
5. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein intern im Rotor und/oder mindestens ein extern am Rotor angebrachter Luftbehälter in der Weise mit mindestens einen intern und/oder extern im/am Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewicht verbunden und konstruiert ist, dass er sein Volumen vergrößert sobald ein oder mehrere dieser intern und/oder extern im/am Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewichte sich zum Rotormittelpunkt bewegen.
6. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Luftbehälter intern im Rotor und/oder extern am Rotor und/oder mindestens ein Luftbehälter am rotor- oder rotorentragenden Stamm ganz oder/und teilweise flexible ist/sind.
7. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Luftbehälter mindestens eine Öffnung besitzen in der mindestens ein Ventil und/oder mindestens eine Düse und/oder mindestens ein Schlauch und/oder mindestens ein Bauteil befestigt ist und/oder mittels einer angebrachten Aufnahmevorrichtung befestigt werden kann.
8. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung ist gekennzeichnet durch, die Kombination von mehreren Rotoren nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 und/oder Anspruch 15.
9. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein intern im Rotor und/oder mindestens ein extern am Rotor angebrachtes im wesentlichen axialbewegliches Gewicht und mindestens ein beweglich angebrachtes Gewicht am rotor- oder rotorentragenden Stamm über mindestens ein Getriebe miteinander verbunden ist.
10. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 9 ist dadurch gekennzeichnet, dass die oder das Getriebe so konstruiert ist, dass es sich zeitweise in nur eine Richtung drehen lässt und in der anderen Drehrichtung mindestens eine angebrachte Arretierungsvorrichtung mit Arretierungsfunktion (Rücklaufsperre) wirkt. Diese Arretierungsvorrichtung ist mit mindestens einer elektrischen und/oder mechanischen Steuerung ausgestattet über die diese Arretierungsfunktion aktiviert und/oder deaktiviert werden kann.
Wird die Arretierungsfunktion deaktiviert, wirkt in der vorherigen Arretierungsrichtung eine Freilaufeinrichtung mit Freilauffunktion bzw. Leerlauffunktion.
11. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 9 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Getriebe mit mindestens einer elektrischen und/oder mechanischen Steuereinheit zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes ausgestattet ist.
12. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass der rotor- oder rotorentragende Stamm mit mindesten zwei vertikal verlaufenden Führungsschienen ausgestattet ist.
Diese Führungsschienen sind so konstruiert, dass sie das beweglich angebrachte Gewicht oder die beweglich angebrachten Gewichte am rotor- oder rotorentragenden Stamm, bei dem Transport nach oben und/oder beim freien und/oder kontrollierten Fall nach unten, in ihre vorgegebene Richtung führen.
13. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 2 ist alternativ dadurch gekennzeichnet, dass im rotor- oder rotorentragenden Stamm mindestens ein Förderband angebracht ist, welches direkt und/oder indirekt mit mindestens einem beweglich angebrachtem Gewicht am rotor- oder rotorentragenden Stamm, fest oder lösbar verbunden ist.
Davon ist mindestens ein Förderband so angebracht, dass bei der Bewegung des Förderbandes in eine Richtung, mindestens ein beweglich angebrachtes Gewicht am rotor- oder rotorentragenden Stamm zeitweise in der Weise befördert wird, dass der Abstand zwischen dem Erdboden und diesem Gewicht oder diesen Gewichten sich vergrößert.
14. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 13 ist dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Förderbänder sich zeitweise in nur eine Drehrichtung bewegen lassen.
In der anderen Drehrichtung wirkt mindestens eine angebrachte Arretierungsvorrichtung mit Arretierungsfunktion (Rücklaufsperre).
Diese Arretierungsfunktion ist mit mindestens einer elektrischen und/oder mechanischen Steuerung ausgestattet, über die diese Arretierungsfunktion aktiviert und/oder deaktiviert werden kann. Wird die Arretierungsfunktion deaktiviert, wirkt in der vorherigen Arretierungsrichtung eine Freilaufeinrichtung mit Freilauffunktion bzw. Leerlauffunktion.
15. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung ist alternativ dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem intern im Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewicht eine oder mehrere Dichtungen und/oder ein oder mehrere Ventile angebracht sind. Dieses oder diese angebrachten Ventile sind so konstruiert und befestigt, dass sie sich nach dem Luftpumpenprinzip beim bewegen von einem oder mehreren intern im Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewichte vom Rotormittelpunkt weg sich verschließen und beim bewegen von einem oder mehreren intern im Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewichten Richtung Rotormittelpunkt öffnen.
Am Rotor, vorzugsweise an den äußeren Enden des Rotors, ist mindestens eine Luftauslassöffnung angebracht, über die die Luft direkt entweichen kann. Alternativ kann die entweichende Luft in einen angebrachten druckbeständigen Behälter, zur Speicherung der komprimierten Luft, geleitet werden.
16. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 13 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein beweglich angebrachtes Gewicht am rotor- oder rotorentragenden Stamm, mit mindestens einer elektrischen und/oder mechanischen Auslösevorrichtung ausgestattet ist.
Diese Auslösevorrichtung ist so konstruiert, dass bei Aktivierung des Auslösemechanismussees sich dieses oder diese Gewichte, zeitweise vom Förderband trennen.
17. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 2 und/oder Anspruch 12 und/oder Anspruch 16 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein beweglich angebrachtes Gewicht am rotor- oder rotorentragenden Stamm in der Weise nach unten transportiert wird oder sich im freien und/oder kontrollierten Fall nach unten bewegt, dass es auf mindestens einen am rotor- oder rotorentragenden Stamm angebrachten Luftbehälter fällt.
18. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem am rotor- oder rotorentragenden Stamm beweglich angebrachten Gewicht, mindestens ein druckbeständiger Behälter zur Speicherung von komprimierter Luft integriert ist und diesem die entweichende Luft, mindestens eines am rotor- oder rotorentragenden Stamm angebrachten Luftbehälters, über mindestens einen Schlauch zugeführt und zeitweise dort gespeichert wird.
19. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 und/oder Anspruch 15 ist alternativ dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einem intern im Rotor und/oder mindestens einem extern am Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewicht, mindestens ein druckbeständiger Behälter zur Speicherung von komprimierter Luft integriert ist, dem die entweichende Luft mindestens eines intern im Rotor und/oder mindestens eines extern am Rotor angebrachten Luftbehälters und/oder die entweichende Luft von mindestens einem Teil des Rotorhohlraumes, über mindestens einen angebrachten Schlauch und/oder mindestens ein angebrachtes Ventil zugeführt und zeitweise dort gespeichert wird.
20. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/ oder Anspruch 2 und/oder Anspruch 15 ist alternativ dadurch gekennzeichnet, dass im und/oder am rotor- oder rotorentragenden Stamm und/oder im und/oder am Rotor mindestens ein druckbeständiger Behälter zur Speicherung von komprimierter Luft angebracht ist, dem die entweichende Luft mindestens eines intern im Rotor und/oder mindestens eines extern am Rotor angebrachten Luftbehälters und/oder die entweichende Luft von mindestens einem Teil des Rotorhohlraumes, über mindestens einen angebrachten Schlauch und/oder über mindestens ein angebrachtes Ventil zugeführt und zeitweise dort gespeichert wird.
21. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 und/oder Anspruch 4 und/oder Anspruch 15 und/oder Anspruch 17 ist alternativ dadurch gekennzeichnet, dass die entweichende Luft mindestens eines intern im Rotor und/oder mindestens eines extern am Rotor angebrachten Luftbehälters und/oder die entweichende Luft, von mindestens einem Teil des Rotorhohlraumes und/oder die entweichende Luft, mindestens eines am rotor- oder rotorentragenden Stamm angebrachten Luftbehälters, über mindestens eine angebrachte Luftauslassöffnung am Rotor und/oder, über mindestens ein angebrachtes Ventil und/oder, über mindestens eine angebrachte Düse am Rotor und/oder, über mindestens einen angebrachten Schlauch außerhalb des Rotors geleitet wird.
22. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 und/oder Anspruch 15 ist dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem äußeren Ende des Rotors und/oder im letzten äußeren Drittel, mindestens eines Endes des Rotors (bzw. Rotorblatt/Windfänger/Windfängerbefestigungsarm) mindestens eine Luftauslassöfihung und/oder mindestens ein Ventil und/oder mindestens eine Düse in der Weise angebracht ist, dass die Öffnung oder die Öffnungen sich im wesentlichen entgegen der Drehrichtung des Rotors befinden.
23. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 18 und/oder Anspruch 19 und/oder Anspruch 20 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein druckbeständiger Behälter in dem die komprimierte Luft zeitweise gespeichert wird direkt und/oder über mindestens einen Schlauch mit mindestens einem Ventil verbunden ist. Mindestens eines dieser Ventile ist mit mindestens einer elektrischen und/oder mechanischen Steuerung ausgestattet, über die dieses Ventil ganz oder teilweise geöffnet und/oder ganz und/oder teilweise geschlossen werde kann. Dieses Ventil oder diese Ventile ist/sind über mindestens einen Schlauch oder direkt mit mindestens einer Luftauslassöfihung und/oder mindestens ein Ventil und/oder mindestens einer Düse am Rotor verbunden.
24. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 11 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine elektrische und/oder mechanische Steuereinheit zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes mit einer elektrischen und/oder mechanischen, extern oder intern angebrachten Regeleinheit ausgestattet ist. Diese Regeleinheit ist über eine elektrische und/oder mechanische Verbindung mit
1. a.) mindestens einem am Rotor angebrachten Sensor zur Positionsermittlung der im wesentlichen axial beweglichen Gewichte im Rotor und/oder
2. b.) in Verbindung mit Anspruch 26, mit mindestens einem am Rotor angebrachten Sensor zur Überwachung des teleskopartigen Ein- und/oder Ausfahren des Rotors und/oder
3. c.) mit mindestens einen angebrachten Sensor zur Ermittlung der Rotationsgeschwindigkeit mindestens eines rotierenden Teiles des Rotors verbunden.
25. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 24 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit so konstruiert ist, dass sie in Abhängigkeit von den elektrisch und/oder mechanisch empfangenen Impulse, der am Rotor angebrachten Sensoren, einen oder mehrere elektrische und/oder mechanische Impulse an die Steuereinheit zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes gibt, welches daraufhin die Getriebeübersetzung ändert. Diese Regeleinheit ist des weiteren so konstruiert, dass sie elektrisch und/oder mechanisch variabel einstellbar ist, wann sie bei den unterschiedlichen Kombinationen der elektrisch und/oder mechanisch empfangenen Impulse, der einzelnen am Rotor angebrachten Sensoren, einen Impulse, zur Vergrößerung oder Verkleinerung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, an die Steuereinheit zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes gibt. Alternativ kann diese Regeleinheit so konstruiert sein, dass sie gleichzeitig an mehrere Steuereinheiten zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes ihre Impulse weiterleitet.
26. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 und/oder Anspruch 15 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor oder die Rotoren teleskopartig ausgebildet ist/sind und bei ausreichender Rotation nach außen fahren und so die Größe des/der Rotordurchmesser/s verändern.
27. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 26 ist dadurch gekennzeichnet, dass im und/oder am Rotor und/oder im und/oder am rotor- oder rotorentragenden Stamm mindestens eine Synchronisationsvorrichtung angebracht ist. Diese Synchronisationsvorrichtung ist so konstruiert, dass sie das synchrone auseinanderfahren und/oder ineinander fahren des teleskopartig ausgebildeten Rotors ermöglicht.
28. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 und/oder Anspruch 15 ist dadurch gekennzeichnet, dass im und/oder am Rotor und/oder im und/oder am rotor- oder rotorentragenden Stamm mindestens eine Synchronisationsvorrichtung angebracht ist, die so konstruiert ist, dass sie das synchrone bewegen von mindestens zwei intern und/oder extern im/am Rotor angebrachte, im wesentlichen axial beweglichen Gewichte vom Rotormittelpunkt weg und/oder zum Rotormittelpunkt hin ermöglicht.
29. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 und/oder Anspruch 15 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Extremität des Rotors (bzw. Rotorblatt/Windfänger/Windfängerbefestigungsarm) so angebracht ist, dass es ein Gefälle in Richtung Rotormittelpunkt aufweißt.
Dieses angebrachte Gefälle in Richtung Rotormittelpunkt liegt im Bereich zwischen 0,5 cm bis 30 cm pro Meter.
30. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 und/oder Anspruch 15 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Untergrund mit dem die intern und/oder extern im/am Rotor angebrachten im wesentlichen axial beweglichen Gewichte direkt in Berührung kommen, in der Weise konstruiert, dass dieser Untergrund mindestens teilweise ein Gefälle in Richtung Rotormittelpunkt aufweißt.
Dieses angebrachte Gefälle in Richtung Rotormittelpunkt liegt im Bereich zwischen 0,5 cm bis 30 cm pro Meter.
31. Das Zentrifugal-Windkraftrad mit pneumatischer Unterstützung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Luftbehälter in der Weise federbelastet ist, dass er sich nach der Reduzierung seines Volumens und anschließender Entlastung selbstständig wieder vollständig oder teilweise in seine Ursprungsform ausdehnen kann.
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WO2008003950A3 (en) * 2006-07-04 2008-10-02 Univ Nottingham Wind energy converter and method of converting wind energy
US8839615B2 (en) 2006-07-04 2014-09-23 The University Of Nottingham Power conversion

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