DE10128997A1 - Wind wheel has collection buckets joined by inflow surfaces extending from rear of next bucket's approximately lowest bucket point to start of curvature of preceding chamber interior - Google Patents
Wind wheel has collection buckets joined by inflow surfaces extending from rear of next bucket's approximately lowest bucket point to start of curvature of preceding chamber interiorInfo
- Publication number
- DE10128997A1 DE10128997A1 DE10128997A DE10128997A DE10128997A1 DE 10128997 A1 DE10128997 A1 DE 10128997A1 DE 10128997 A DE10128997 A DE 10128997A DE 10128997 A DE10128997 A DE 10128997A DE 10128997 A1 DE10128997 A1 DE 10128997A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wind turbine
- wind
- turbine according
- blade
- rotor shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
- F03D3/0427—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels with converging inlets, i.e. the guiding means intercepting an area greater than the effective rotor area
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/06—Rotors
- F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Windrad mit dazugehörenden Komponenten zum Aufbau einer Windkraftanlage, zur Umwandlung der Luftströmung in ein Drehmoment als Antrieb zur alternativen Energienutzung.The invention relates to a wind turbine with associated components for building a Wind turbine, for converting the air flow into a torque as a drive for alternative energy use.
Bekannt sind zu diesem Zweck im wesentlichen zwei Bauformen, die sog. Auftriebsläu fer mit quer zur Abtriebsdrehachse verlaufenden Rotorflügeln und die auch als Wider standsläufer bezeichnete Ausführungsform mit parallel zur Abtriebsachse verlaufenden Rotorschaufeln.For this purpose, essentially two designs are known, the so-called buoyancy fer with rotor blades running transversely to the output axis of rotation and also as a counter Fixed-runner designated embodiment with parallel to the output axis Rotor blades.
Eine Übersicht über den Stand der Windenergienutzung findet sich in der Schrift "Wind energienutzung - Eine Übersicht", Elektrotechnik Nr. 6, 1988, Seite 39 bis 44. Unabhängig vom Wirkungsprinzip und der prinzipiellen Bauform sollen Windkraftma schinen einen möglichst großen Wirkungsgrad in Bezug auf Energieentzug aufweisen. Die Bauhöhe und der Bauraum, den die Windkraftmaschine einnehmen kann, ist aber häufig aus landschaftsstörenden Gründen und der Geräuschentwicklung wegen einge schränkt. An overview of the status of wind energy use can be found in the text "Wind energy use - An overview ", electrical engineering No. 6, 1988, pages 39 to 44. Regardless of the principle of action and the basic design, wind power seem to have the greatest possible efficiency in terms of energy withdrawal. The overall height and space that the wind turbine can take up is often turned on for reasons of landscape disturbance and noise limits.
Wesentlich für eine Weiterverbreitung von Windkraftanlagen ist aber eine Erhöhung des Wirkungsgrades mit technischen Merkmalen, damit auch bei den wesentlich häufigeren Standorten mit Windgeschwindigkeiten unter 5 m/s eine höhere Produktionszeit, bei einer Landschaft verträglichen Bauhöhe mit geringer Geräuschentwicklung ein wirt schaftlicher Windkraftanlagenbetrieb erreicht werden.An essential factor for the further spread of wind power plants is an increase in Efficiency with technical features, and therefore also with the much more common ones Sites with wind speeds below 5 m / s have a longer production time a landscape compatible building height with low noise economic wind turbine operation can be achieved.
Mit diesen angestrebten Merkmalen lässt sich neben einer höheren Wirtschaftlichkeit auch eine bessere Akzeptanz der Windkraftanlagen erreichen.With these desired characteristics, besides a higher economic efficiency also achieve better acceptance of wind turbines.
Aufgabe der Erfindung ist die Verwirklichung dieser Merkmale. Die Erfindungsaufgabe wird durch die gekennzeichneten Teile des Patentanspruches 1 gelöst.The object of the invention is to achieve these features. The task of invention is solved by the marked parts of claim 1.
Mit den zur Abtriebswelle parallel verlaufenden drei Zuströmflächen, mit je einer an einem Ende befindlichen, anschließenden weitgehendst als Halbkreisschale ausgebildeten Schaufelkammer und mit den anderen Enden der Zuströmflächen, welche am Rücken der nachfolgenden Schaufelkammer anschließen, wird eine dreieck-ähnliche Flächenkontur gebildet, in deren Zentralpunkt sich die Windradwelle befindet.With the three inflow surfaces running parallel to the output shaft, one each one end, subsequent largely formed as a semicircular shell Blade chamber and with the other ends of the inflow surfaces, which at the back of the connecting the subsequent blade chamber creates a triangle-like surface contour formed, in the center of which is the wind turbine shaft.
Mit dieser geschlossenen Verbindungsfläche zwischen dem Rücken der nachfolgenden Schaufel und dem Innenraum der vorauslaufenden Schaufelkammer werden Turbulenzen im Schaufelrücken verhindert und die Luftströmung laminar in die vorlaufenden Schau felkammern, welche ein großes Volumen aufweisen, in einen großen Durchmesserbereich des Windrades zur Erreichung eines hohen Drehmomentes geleitet.With this closed connection surface between the back of the following The blade and the interior of the leading blade chamber become turbulent prevented in the back of the blade and the air flow laminar in the leading show field chambers, which have a large volume, in a large diameter range of the wind turbine to achieve a high torque.
Gebiete mit einer durchschnittlich geringen Windgeschwindigkeit, auch außerhalb der Küstengebiete und bevorzugten Höhenlagen kommen durch die Erfindung in den Bereich der wirtschaftlichen Windenergienutzung.Areas with an average low wind speed, even outside of the Coastal areas and preferred altitudes come into the range by the invention economic use of wind energy.
Das in der Erfindung vorgeschlagene Windrad kann mit horizontaler oder auch in verti kaler Achslage ausgeführt sein. The wind turbine proposed in the invention can be horizontal or vertical cal axis position.
In Ausgestaltung der Erfindung kann der parallel zur Windrad-Drehwelle verlaufende Mantelbereich der Schaufelkammern aus in Abständen, in Längsrichtung geknickten Flä chenelementen zur Bildung einer Schaufelkammer ausgeführt sein. Durch diese Knick stellen zur Versteifung der Mantelfläche wird bei geringerem Materialverbrauch, auch bei Verwendung von Plattenmaterial aus Recyclingkunststoff eine ausreichende Windfes tigkeit erreicht.In an embodiment of the invention, the one running parallel to the wind turbine rotary shaft Cladding area of the vane chambers from areas that are kinked in the longitudinal direction Chen elements to form a vane chamber. Through this kink provide stiffening of the lateral surface with less material consumption, too Adequate wind resistance when using recycled plastic sheet material action achieved.
Ebenso sind zu diesem Zweck die Endstellen mit U-Profilen eingefasst. An den Stoßstel len von Plattenstreifen sind am Rücken, in der erforderlichen Winkelstellung miteinander verbundene U-Profile als Abstandshalter und zur Stabilitätserhöhung eingesetzt.The end points are also framed with U-profiles for this purpose. At the bumper len of plate strips are on the back, in the required angular position with each other connected U-profiles used as spacers and to increase stability.
Diese leichten Knickstellen bis zu 30° haben bei den vorherrschenden, geringen Windge schwindigkeiten nur einen unbedeutend schädlichen Einfluss auf die Luftströmung.These slight kinks up to 30 ° have with the prevailing low wind speeds have an insignificantly harmful influence on the air flow.
Stirnseitig sind die Schaufelkammern durch Wandbereiche abgeschlossen, welche ein seitliches Ausweichen des Windstaudruckes verhindern und welche gleichzeitig die Schaufel aufbauen.On the face side, the vane chambers are closed off by wall areas which form a prevent lateral evasion of the wind pressure and which at the same time the Build up the shovel.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind im Drehbereich der Schaufelkammern mit dem Rücken gegen die Windrichtung Luftführungsschächte bildende Leitbleche an gebracht.In a further embodiment of the invention, the vane chambers are in the rotational range with the back against the wind direction forming air ducts brought.
Mit diesen gekrümmten Leitblechen wird der Zuströmwind in die Drehrichtung der Schaufelkammern zur Erzeugung von Drehmoment im Windrad umgelenkt und gleich zeitig verhindert, dass der Wind auf die gegen die Windrichtung drehenden Schaufel kammern bremsend wirkt.With these curved baffles, the inflow wind is in the direction of rotation Blade chambers deflected to generate torque in the wind turbine and the same prevents the wind from rotating on the blade rotating against the wind direction chambers acts as a brake.
Mit einem zusätzlichen aus Leitblechen gebildeten Luftführungsschacht kann am Dreh richtungsbereich der Schaufelkammern in der Windströmungsrichtung vorteilhaft zusätz lich eine Windaufnahmefläche ausgebildet sein. Diese Leitbleche erschweren auch ein Ausweichen des Windes in der radialen Richtung der Schaufelraddrehung und erhöhen bei entsprechender Anordnung den drehwirksamen Winkelbereich des Windes auf das Windrad.With an additional air duct made of baffles, you can turn Directional area of the blade chambers in the wind flow direction advantageously additional Lich a wind receiving surface can be formed. These baffles also complicate Dodge the wind in the radial direction of the paddle wheel rotation and increase with an appropriate arrangement, the rotational angular range of the wind on the Windmill.
Durch die Umlenkung des Windes in Luftführungsschächten wird die Entstehung von strömungsschädlichen Turbulenzen weitgehendst verhindert.The deflection of the wind in air ducts prevents the formation of flow-damaging turbulence is largely prevented.
Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Anordnung des Windrades in Windkraftanlagen.Further features of the invention relate to the arrangement of the wind turbine in Wind turbines.
Das erfindungsgemäße Windrad kann in vertikaler oder in horizontaler Wellenlage ausgeführt sein, wobei die vertikale Bauweise für den gleichen Leistungsbereich eine größere Bauhöhe beansprucht.The wind turbine according to the invention can be in a vertical or horizontal wave position be carried out, the vertical design for the same performance range greater height claimed.
Die horizontale Bauweise ist weniger landschaftsstörend, kann je nach Windlage, im besonderen bei Aufwind eine etwas höhere Leistung erreichen, ist aber in der Herstellung aufwendiger.The horizontal construction is less disturbing to the landscape, depending on the wind, in Achieve somewhat higher performance, especially in the case of upwind, but is in the making consuming.
Bei beiden Ausführungsformen ist jedoch für eine optimale Windnutzung eine Ausrich tung der Luftführungsschächte in Frontstellung zur Windanströmrichtung erforderlich.In both embodiments, however, alignment is necessary for optimal wind utilization The ventilation ducts must be in the front position in relation to the wind flow direction.
Mit einer Änderung dieser Stellung kann bei Starkwind einer Überhöhung der Windrad drehzahl entgegen gesteuert werden. Ebenso wird durch ein Drehen der Anlage die Windangriffsfläche auf die Anlage zur Sturmsicherung verringert.A change in this position can cause the wind turbine to exaggerate in strong winds speed can be controlled counter. Likewise, by turning the system Wind attack area on the storm protection system reduced.
Die Ausrichtung der jeweils zweckmäßigen Anströmrichtung der Anlage in die Windrich tung kann, wie bei Windkraftanlagen bekannt, mittels einer in seiner Richtung regelba ren Steuerfahne erfolgen.The orientation of the appropriate flow direction of the system in the Windrich tion, as is known in the case of wind turbines, can be regulated in its direction by means of a tax flag.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Anordnung der Aggregate zur Stromerzeugung. Another embodiment of the invention relates to the arrangement of the units Power generation.
Bei herkömmlichen Windkraftanlagen befindet sich diese Maschinenanlage im unmittel baren Bereich der Rotorwelle in einem gegebenenfalls auch geschlossenen Gehäuseraum, welcher allgemein als Gondel bezeichnet wird, drehbar am oberen Ende eines Mastes. Damit verbunden ist der Nachteil des in der Höhe befindlichen Gewichtes und die Hö henüberwindung zum Betreuen der Anlage.In conventional wind turbines, this machine system is located in the immediate vicinity bar area of the rotor shaft in a possibly closed housing space, which is commonly referred to as a gondola, rotatable at the top of a mast. Associated with this is the disadvantage of the weight and height overcoming the height of the system.
Bei den Ausführungsformen eines Windrades nach der Erfindung mit in axialer Richtung verlaufenden Schaufelkammern ist die Breite der Schaufelkammern aus wirtschaftlichen Festigkeitsgründen eingeschränkt und es ist zweckmäßig, dass wenigstens zwei oder mehrere Schaufelradeinheiten axial hintereinander angeordnet sind.In the embodiments of a wind turbine according to the invention with in the axial direction running blade chambers is the width of the blade chambers from economic Strength reasons limited and it is appropriate that at least two or several paddle wheel units are arranged axially one behind the other.
Die Schaufelräder sind in einem auf dem Turm zur Windausrichtung drehbaren Rohr rahmen in vertikaler oder horizontaler Wellenlage gelagert. Bei der vertikalen Bauweise ist der Drehpunkt des Rohrrahmens mit dem Mastzentrum identisch und eine senkrecht verlaufende Verlängerung der Rotorwelle überträgt die Rotordrehung zu der im Boden bereich mit dem Mast verbundenen Maschinenanlage.The paddle wheels are in a tube rotatable on the tower for wind alignment frame stored in vertical or horizontal wave position. With the vertical construction the pivot point of the tubular frame is identical to the mast center and one is vertical extending extension of the rotor shaft transfers the rotor rotation to that in the ground area connected to the mast.
Bei der horizontalen Bauweise befindet sich zwischen wenigstens zwei Schaufelradein heiten ein Winkelgetriebe, deren zwei gegenüberliegende Eingänge die Rotordrehungen auf einen senkrecht verlaufenden Getriebeausgang übertragen. Dessen Drehpunkt befin det sich wie bei der vertikalen Anordnung ebenfalls im Mastzentrum mit einer senkrecht verlaufenden Triebwelle zu einer unten befindlichen Maschinenanlage.In the horizontal construction there is between at least two paddlewheels units are an angular gear, the two opposite inputs of which are the rotor rotations transferred to a vertical gearbox output. Its fulcrum is As with the vertical arrangement, it is also in the mast center with a vertical running drive shaft to a machine system located below.
Nachfolgend sollen Einzelheiten der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigtDetails of the invention will be explained in more detail below with reference to drawings become. It shows
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Windrades; Figure 1 is a schematic sectional view of a wind turbine according to the invention.
Fig. 2 ein Detail der Verbindung der Umfangsplatten bei der Windradschaufel; Figure 2 shows a detail of the connection of the peripheral plates in the wind turbine blade.
Fig. 3 eine Windkraftanlage mit senkrechter Wellenlage des Windrades und Anordnung der Maschinenanlage; Fig. 3 shows a wind turbine with vertical shaft of the wind turbine location and arrangement of the machinery;
Fig. 4 die Lagerung des Rohrrahmens im Mast für die Aufnahme der Schaufel radeinheiten; Figure 4 shows the storage of the tubular frame in the mast for receiving the blade wheel units.
Fig. 5 eine Triebanordnung mit horizontaler Wellenlage des Windrades. Fig. 5 shows a drive arrangement with a horizontal wave position of the wind turbine.
Das in der Fig. 1 in einem Radialschnitt dargestellte Windrad hat drei in Axialrichtung zu einer im Zentrum befindlichen Drehwelle 1 verlaufende Windfangschaufeln 2, welche über weitgehendst gerade Zuströmflächen 3 miteinander verbunden sind.The wind turbine shown in Fig. 1 in a radial section has three axially extending to an in the center rotating shaft 1 Windscreen blades 2 which are connected to each other via largely straight streaming surfaces. 3
Die Zuströmflächen 3 verlaufen gerade vom Rücken des annähernd tiefsten Schaufel punktes 4 der nachfolgenden Schaufel 5 bis zum Krümmungsbeginn 6 des Innenraumes der vorlaufenden Schaufel 7 und bewirken eine turbulenzfreie, laminare Anströmung der annähernd als Halbkreisschalen ausgebildeten Schaufelkammern 2 in einem großen Durchmesserbereich des Windrades zur Erzeugung eines hohen Drehmoments. Die drei miteinander verbundenen Zustromflächen 3 bilden einen geschlossenen Kasten mit einer Dreieckkontur, in deren Mittelpunkt über Abstandshalter 8 die Drehwelle 1 fixiert ist und verleihen dem Windrad eine sehr hohe Stabilität bei geringem Gewicht.The streaming surfaces 3 extend straight from the back of the approximately lowest blade point 4 of the following blade 5 to the curvature of the beginning 6 of the inner space of the leading blade 7 and cause a turbulence-free, laminar flow against the vane chambers 2 approximately formed as a semicircle shells in a large diameter portion of the wind turbine for generating a high torque. The three interconnected inflow surfaces 3 form a closed box with a triangular contour, in the center of which the rotary shaft 1 is fixed via spacers 8 and give the wind turbine very high stability with low weight.
Stirnseitig angebrachte Wandbereiche 9 verhindern ein seitliches Ausweichen des Windstaudruckes aus der Schaufelkammer, bewirken dadurch eine Erhöhung des Dreh momentes und erhöhen zusätzlich die Stabilität der Schaufeln.Wall areas 9 mounted on the end face prevent lateral escapement of the wind pressure from the blade chamber, thereby increasing the torque and additionally increasing the stability of the blades.
Zu einer weiteren Stabilisierung der Schaufelkammern ist die Halbkreisschalenform des Schaufelmantels über in Axialrichtung verlaufende Knickstellen 10 geformt.To further stabilize the blade chambers, the semicircular shell shape of the blade shell is shaped via bends 10 running in the axial direction.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, sind die Stoßstellen von die Schaufelwand bildenden Plat tenteilen 11 aus zwei am Rücken zusammenstoßenden U-Profil-Blechstreifen, welche in Abständen in der erforderlichen Winkelstellung miteinander verschweißt 12 sind, einge faßt und gehalten. As can be seen from FIG. 2, the joints of the blade wall forming plate parts 11 are made of two U-profile sheet metal strips that collide at the back, which are welded together at intervals in the required angular position 12, are summarized and held.
Im Drehbereich 13 der Schaufelkammern mit dem Rücken gegen die Windrichtung 14 sind aus gekrümmten Leitblechen 15 geformte axial verlaufende Luftführungsschächte 16 angebracht. Mit diesen Luftführungsschächten 16 wird der Anströmwind 14 weitgehend in die Drehrichtung 17 des Windrades umgelenkt und gleichzeitig wird verhindert, dass der Anströmwind bremsend auf die Drehung des Windrades wirkt.In the rotating region 13 of the blade chambers with the back against the wind direction 14 , axially extending air duct shafts 16 are formed from curved guide plates 15 . With these air guide shafts 16 , the inflow wind 14 is largely deflected in the direction of rotation 17 of the wind turbine, and at the same time it is prevented that the inflow wind has a braking effect on the rotation of the wind turbine.
Mit einem weiteren aus Leitblechen 18, 19 gebildeten Luftführungsschacht 20 im Dreh richtungsbereich der Schaufelkammern 2 in der Windströmungsrichtung ist eine zusätzli che Windaufnahmefläche 21, 23 ausgebildet. Zudem wird mit der Leitfläche 19 ein Ausweichen des Winddruckes in der Radialrichtung des Windrades drehkrafterhöhend verhindert und durch den Luftführungsschacht 20 der drehwirksame Winkelbereich auf das Windrad vergrößert.With a further made of baffles 18 , 19 air duct 20 in the direction of rotation of the blade chambers 2 in the wind flow direction, an additional che wind receiving surface 21 , 23 is formed. In addition, deflection of the wind pressure in the radial direction of the wind turbine is prevented by the guide surface 19, increasing the rotational force, and the rotationally effective angular range on the wind turbine is increased by the air duct shaft 20 .
Strömungsschädliche Turbulenzen werden durch die Luftstromführung in geschlossenen Luftführungsschächten 16, 20 weitgehendst verhindert.Turbulence that is detrimental to flow is largely prevented by the air flow in closed air ducts 16 , 20 .
Wie in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt ist, kann das Windrad nach der Erfindung in meh reren Schaufelradeinheiten und in vertikaler oder horizontaler Wellenlage in Windkraftanlagen angeordnet sein.As shown in Figs. 3, 4 and 5, the wind turbine may be according to the invention in meh reren disk units and in a vertical or horizontal shaft position located in wind turbines.
Zur Erreichung einer optimalen Windnützung müssen die Luftführungsschächte 16, 20 mit den Eintrittsöffnungen 22, 23 und die Windradschaufel 2 in Front zur Anströmrich tung 14 des Windes ausgerichtet sein.To achieve optimal wind utilization, the air ducts 16 , 20 with the inlet openings 22 , 23 and the wind turbine blade 2 must be aligned in the front to the direction of flow 14 of the wind.
Die Windradwelle 1 ist in einem in der Fig. 1 mit unterbrochenen Linien angedeuteten Maschinenrohrrahmen 24 in den Fig. 3, 4, 5 mit 25, 26 bezeichneten Lagerstellen gela gert.The wind turbine shaft 1 is in a Fig. 1 indicated by broken lines machine tube frame 24 in Figs. 3, 4, 5 with 25 , 26 designated bearing points gela.
Der Maschinenrohrrahmen 24 mit den Windradeinheiten 27, 28 und deren Lagerungen 25, 26 und die Luftführungsschächte 16, 20 sind zu einem Bauteil zusammengefasst. Am oberen Ende eines Rohrmastes 29 ist dieses Bauteil mit entsprechend ausgelegten La gerstellen 30 drehbar aufgesetzt.The machine tube frame 24 with the wind turbine units 27 , 28 and their bearings 25 , 26 and the air duct shafts 16 , 20 are combined into one component. At the upper end of a tubular mast 29 , this component is rotatably mounted with appropriately designed La gerstellen 30 .
Zweckmäßig befindet sich das Zentrum der Maschinenrohrrahmenlagerung 30 in der senkrechten Flucht der Windwellenlagerung 26. Mit dem drehbaren Maschinenrahmen 24 werden die mit diesem starr verbundenen Lufteintrittsöffnungen 22, 23 der Luftfüh rungsschächte 16, 20 in Front zu einer in sich ändernder Windanströmrichtung 14 gehalten. Dieses erfolgt am einfachsten, wie bei Windkraftanlagen bekannt, über eine Steuerfahne 31, welche im Bezug zum Maschinenrahmen 24 auch verstellbar ausgeführt sein kann, so dass die Frontstellung des Maschinenrahmens bei Starkwind anströmwirk sam verkleinert und somit die Windraddrehzahl vermindert wird.The center of the machine tube frame bearing 30 is expediently in the vertical alignment of the wind wave bearing 26 . With the rotatable machine frame 24 , the rigidly connected air inlet openings 22 , 23 of the air guide ducts 16 , 20 are held in front of a changing wind flow direction 14 . This is most easily done, as is known in the case of wind turbines, via a control flag 31 , which can also be designed to be adjustable with respect to the machine frame 24 , so that the front position of the machine frame is reduced in the case of strong winds and thus the wind turbine speed is reduced.
Die in axialer Richtung zur Drehwelle 1 verlaufende Breite 32 der Schaufelkammer ist aus Festigkeitsgründen begrenzt. Zur Erreichung einer wirtschaftlichen Leistung sind mehrere Windradeinheiten 27, 28 in Axialrichtung nacheinander angeordnet.The width 32 of the vane chamber running in the axial direction to the rotary shaft 1 is limited for reasons of strength. To achieve economical performance, several wind turbine units 27 , 28 are arranged one after the other in the axial direction.
Vorteilhaft ist der Stromgenerator 33 mit der dazugehörigen Anlage im Bodenbereich des Mastfußes installiert. Die Nachteile bei der Maschinenanlage-Oben-Anordnung am Mast entfallen dadurch. Über eine senkrecht verlaufende, zweckmäßig aus einem Edel stahlrohr gefertigte Triebwelle 34 im Mastzentrum wird die Rotorwellendrehung auf den Generator 33 übertragen.The power generator 33 with the associated system is advantageously installed in the base area of the mast base. This eliminates the disadvantages of the top arrangement of the machine system on the mast. The rotor shaft rotation is transmitted to the generator 33 via a vertically extending drive shaft 34 made of a stainless steel tube in the mast center.
Bei einer Ausführung der Windradanlage mit horizontaler Anordnung der Rotorwelle 1 (Fig. 5) befindet sich zwischen zwei Windradeinheiten 27, 28 ein Winkelgetriebe 35, des sen zwei gegenüberliegende Getriebeeingänge die Rotordrehung aufnehmen und über den senkrechten Getriebeausgang 36 und die Triebwelle 34 der Generator angetrieben wird.In an embodiment of the wind turbine system with a horizontal arrangement of the rotor shaft 1 ( FIG. 5), between two wind turbine units 27 , 28 there is an angular gear 35 , the two opposite gear inputs of which record the rotor rotation and the generator is driven via the vertical gear output 36 and the drive shaft 34 ,
Das Prinzip eines Windradläufers mit drei Schaufelkammern und drei Anströmflächen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ist auch mit mehreren Schaufelkammern vor teilhaft, wobei bei der Dreifachausführung das Verhältnis Drehleistung zum Bauaufwand besonders günstig ist.The principle of a wind turbine rotor with three vane chambers and three inflow surfaces is an embodiment of the invention and is also before with several vane chambers partial, with the triple version the ratio of turning capacity to construction work is particularly cheap.
Wesentlich ist, dass zwischen dem annähernd tiefsten Punkt 4 vom Rücken der nachfol genden Schaufelkammern, bis zum wirksamen Innenraum 6 der vorlaufenden Schaufel kammer geschlossene, weitgehendst gerade, außerhalb der Rotorwelle 1 verlaufende Zuströmflächen 3 ausgebildet sind.It is essential that between the approximately lowest point 4 from the back of the subsequent vane chambers to the effective interior 6 of the leading vane chamber are closed, largely straight, outside the rotor shaft 1 inflow surfaces 3 are formed.
Im Rücken der nachfolgenden Schaufelkammer werden dadurch Turbulenzen verhindert und eine wirbelfreie Anströmung der vorlaufenden Schaufelkammer erreicht.This prevents turbulence in the back of the subsequent vane chamber and achieves a vortex-free flow against the leading blade chamber.
Die Geometrie des erfindungsgemäßen Windrades kommt an Standorten mit hohen Windgeschwindigkeiten auch erhöht zur Wirkung. An diesen Standorten kann deswegen eine Bauform einer Windkraftanlage mit aus weggelassenen Leitblechen 15, 18, 19 ge bildeten Luftführungsschächten 16, 20 wegen der damit verbundenen geringeren An schaffungskosten zweckmäßig sein.The geometry of the wind wheel according to the invention also has an increased effect at locations with high wind speeds. At these locations, therefore, a design of a wind turbine with omitted baffles 15 , 18 , 19 ge formed air ducts 16 , 20 may be appropriate because of the associated lower acquisition costs.
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10128997A DE10128997A1 (en) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | Wind wheel has collection buckets joined by inflow surfaces extending from rear of next bucket's approximately lowest bucket point to start of curvature of preceding chamber interior |
| DE10133456A DE10133456A1 (en) | 2001-06-15 | 2001-07-10 | Wind wheel for a wind power facility, has wind wheel rotor on mast with a rotor shaft and rotor blades running in an axial direction, forming an increased resistance rotor and interlinking via endless feeder surfaces. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10128997A DE10128997A1 (en) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | Wind wheel has collection buckets joined by inflow surfaces extending from rear of next bucket's approximately lowest bucket point to start of curvature of preceding chamber interior |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10128997A1 true DE10128997A1 (en) | 2002-12-19 |
Family
ID=7688356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10128997A Withdrawn DE10128997A1 (en) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | Wind wheel has collection buckets joined by inflow surfaces extending from rear of next bucket's approximately lowest bucket point to start of curvature of preceding chamber interior |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10128997A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2896829A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-03 | Bertrand Masse | Wind turbine assembly for generating electrical energy for dwelling, has cylindrical rotor, co-axial rotary part provided with air inlet and rudder, and streamlined vanes disposed on rotary part to create acceleration effect of wind |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3045826A1 (en) * | 1980-12-05 | 1982-06-16 | Blum, Albert, 5204 Lohmar | Wind-driven energy plant - automatically aligns guide surface in front of turbine to wind direction |
| US4350900A (en) * | 1980-11-10 | 1982-09-21 | Baughman Harold E | Wind energy machine |
| DE8304792U1 (en) * | 1983-02-22 | 1983-05-26 | Seelow, Franz, Dipl.-Ing., 2000 Hamburg | WIND POWER PLANT |
| DE3937910A1 (en) * | 1989-11-15 | 1991-05-16 | Guenter Ing Grad Krause | Wind turbine blade - has hemi-spherical blade cups which can be rotated by governor |
| DE4317617A1 (en) * | 1993-05-27 | 1994-12-01 | Ferenc Tabori | Wind wheel having wind boxes |
| DE19739921A1 (en) * | 1997-09-04 | 1999-05-06 | Ferenc Tabori | Windmill wheel with wind box open at top |
| DE19815208A1 (en) * | 1998-04-04 | 1999-10-07 | Techno Trans Ges Zur Foerderun | Radially flowed axi-flexible vaned wind rotor |
| US6191496B1 (en) * | 1998-12-01 | 2001-02-20 | Dillyn M. Elder | Wind turbine system |
-
2001
- 2001-06-15 DE DE10128997A patent/DE10128997A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4350900A (en) * | 1980-11-10 | 1982-09-21 | Baughman Harold E | Wind energy machine |
| DE3045826A1 (en) * | 1980-12-05 | 1982-06-16 | Blum, Albert, 5204 Lohmar | Wind-driven energy plant - automatically aligns guide surface in front of turbine to wind direction |
| DE8304792U1 (en) * | 1983-02-22 | 1983-05-26 | Seelow, Franz, Dipl.-Ing., 2000 Hamburg | WIND POWER PLANT |
| DE3937910A1 (en) * | 1989-11-15 | 1991-05-16 | Guenter Ing Grad Krause | Wind turbine blade - has hemi-spherical blade cups which can be rotated by governor |
| DE4317617A1 (en) * | 1993-05-27 | 1994-12-01 | Ferenc Tabori | Wind wheel having wind boxes |
| DE19739921A1 (en) * | 1997-09-04 | 1999-05-06 | Ferenc Tabori | Windmill wheel with wind box open at top |
| DE19815208A1 (en) * | 1998-04-04 | 1999-10-07 | Techno Trans Ges Zur Foerderun | Radially flowed axi-flexible vaned wind rotor |
| US6191496B1 (en) * | 1998-12-01 | 2001-02-20 | Dillyn M. Elder | Wind turbine system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2896829A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-03 | Bertrand Masse | Wind turbine assembly for generating electrical energy for dwelling, has cylindrical rotor, co-axial rotary part provided with air inlet and rudder, and streamlined vanes disposed on rotary part to create acceleration effect of wind |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1255931B1 (en) | Wind power installation with two rotors in tandem | |
| EP2469078B1 (en) | Wind energy hybrid rotor | |
| EP2235365B1 (en) | Wind power plant | |
| WO2005100785A1 (en) | Flow-controlled windmill comprising wind-dependent blade orientation | |
| EP1177381A1 (en) | Wind power facility with a vertical rotor | |
| AT512196B1 (en) | WIND POWER PLANT WITH ROTATING, SWIVELING WIND CONCENTRATOR | |
| WO2006029593A1 (en) | Wind turbine comprising elastically flexible rotor blades | |
| DE102008044807A1 (en) | Flow-stream converter, especially a domestic wind-power converter, has two intermediately arranged blades coupled to output shaft | |
| DE202005013658U1 (en) | Wind power generator has three or more rotor blades each with root zone air overspill zone to adjacent blade pocket | |
| DE112017004377B4 (en) | wind turbine plant | |
| DE10128997A1 (en) | Wind wheel has collection buckets joined by inflow surfaces extending from rear of next bucket's approximately lowest bucket point to start of curvature of preceding chamber interior | |
| DE102009060895A1 (en) | Wind turbine with a first rotor | |
| DE202004018879U1 (en) | Wind and water power unit has two vertical rotors having oppositely rotating cylinders with semicircular open blades | |
| DE10133456A1 (en) | Wind wheel for a wind power facility, has wind wheel rotor on mast with a rotor shaft and rotor blades running in an axial direction, forming an increased resistance rotor and interlinking via endless feeder surfaces. | |
| DE10340112A1 (en) | Wind power unit has vanes turning about a vertical axis with surface areas that can be altered according to the wind strength | |
| DE202018003498U1 (en) | Length-variable H-Darrieus rotor | |
| AT523104B1 (en) | Support structure with diffuser for Savonius turbine rotor | |
| EP2636892A2 (en) | Wind power plant and method for generating of rotary energy from wind | |
| DE102008051297B3 (en) | Rotor blade of a wind turbine | |
| DE8228078U1 (en) | VERTICAL AXIS ROTOR | |
| DE102011009688A1 (en) | Wave-energy machine for producing circumferential orbital flow of waves of water via rotor for converting wave energy of waters into useful energy, has rotor and rotor shaft pivoted around stationary bearing with circulating orbital flow | |
| DE102022003706A1 (en) | Wind rotor with individual aerodynamic elements, self-propelled flow optimization, variable rotor diameter in modular design | |
| DE202021000039U1 (en) | Wind-powered machine without propellers, a wind roller with rotating wings - as a two-master | |
| DE202020000838U1 (en) | Wind-powered work machine without propeller but with rotating wings Special design: wind turbine as a two-master | |
| DE202022105938U1 (en) | wind turbine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 10133456 Format of ref document f/p: P |
|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| AG | Has addition no. |
Ref document number: 10133456 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |