DE2644557A1

DE2644557A1 - Wind driven electricity generator - has radial blades turned into and out of wind as rotor revolves

Info

Publication number: DE2644557A1
Application number: DE19762644557
Authority: DE
Inventors: Fawwaz Said
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-10-02
Filing date: 1976-10-02
Publication date: 1978-04-06

Abstract

The generator has a rotor with four blades carried at the top of a vertical supporting pole. The blades are radial and can swivel on their own axes. There is a stationary circular disc at the top of the supporting pole with projecting cam lobes on it. The shaft of each blade has a roller which runs on the disc as the rotor turns. The action of the cams on the roller swivels the blade through 90 deg. twice on each revolution. By this means the blades (Is) on which the wind is acting are held vertical to expose the maximum surface to the wind while the blades (1e) returning against the wind are turned horizontal to have min. resistance to the wind.

Description

WINDTURBINE Die Erfindung betrifft eine WINDTURBINE zur optimalen Ausnutzung der vorhandenen WINDENERGIE. WIND TURBINE The invention relates to a WIND TURBINE for optimal Use of the existing WIND ENERGY.

Es sind Windturbinen bekannt, wie sie etwa int Bild der Wissenschaft« vom Juli / 1976, beschrieben sind, bei denen zur Ausnutzung der Windenergie Luftschrauben ( Flügel mit schrägen Flächen ) vorgesehen sind.There are known wind turbines, such as those in the image of science « from July / 1976, are described in which propellers to exploit wind energy (Wings with sloping surfaces) are provided.

Eine Windturbine, die auf diesem Prinzip beruht, hat die folgenden Nachteile a) Da der Wind nur an den schrägen Flügeln vorbeistreift, kann eine derartige Windturbine nur eine kleine Teilkomponente der Windkraft ausnutzen.A wind turbine based on this principle has the following Disadvantages a) Since the wind only brushes past the sloping wings, such a Wind turbine only use a small sub-component of wind power.

b) Wegen Präzession des Rotors wirken schädliche Drehmomente auf seine Lager, wenn der Rotor in den Wind gedreht wird.b) Because of the precession of the rotor, damaging torques act on it Bearing when the rotor is turned into the wind.

c) Für sehr große Leistungen ( in der Größenordnung von einigen Mw ) ist eine derartige Windturbine ungeeignet, weil ihr Rotor Stabilitätsprobleme hat.c) For very large outputs (of the order of a few MW ) such a wind turbine is unsuitable because its rotor has stability problems Has.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leistungsfähige, wirtschaftliche Windturbine zu schaffen, die die Windenergie besser ausnutzen kann, damit ein großer Teil des elektrischen Energiebedarfs über die Windenergie gedeckt wird. The invention is based on the object of a powerful, economical To create a wind turbine that can make better use of wind energy, so a big one Part of the electrical energy demand is covered by wind energy.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, a) daß der Rotor um ein vertikales, seilverspanntes Tragrohr rotiert und mindestens drei Flügel aufweist, die mit Klemmsperren ausgestattet sind, wobei die Klemmsperren bewirken, daß die Flügel nur in einem bestimmten Drehsinn um ihre horizontalen Symmetrieachsen gedreht werden können, b) daß diejenigen Flügel, die sich jeweils mit dem Wind bewegen, senkrecht zur waagerechten Ebene stehen und die übrigen Flügel parallel zu ihr liegen müssen, so daß die Flügel unterschiedliche Widerstände gegen den Wind leisten, und dadurch ein Drehmoment im Rotor entsteht, c) daß zu jedem Flügel ein 'tHebelrad" vorgesehen ist, wobei das Hebelrad, das im Grunde aus vier selbstverriegelnden Hebeln besteht, mit dem Flügel durch eine drehelastische Kupplung verbunden wird, d) daß zum Drehen der Hebelräder bzw. der Flügel eine mit zwei Rollen (bzw. Anschlägen) ausgestattete Steuerplatte vorgesehen ist, wobei die zwei Rollen auf der Steuerplatte, die mit dem Rotor durch eine Freilaufkupplung verbunden sein muß, so angeordnet sind, daß bei einer Umdrehung des Rotors jedes Hebelrad die zwei Rollen einmal "passieren" muß, und daß jedes Hebelrad durch jede Rolle um 900 gedreht wird, e) daß die Steuérplatte mit einer erfindungsgemäßen Leitwerkfläche, die sich entsprechend der jeweils vorhandenen Windriehtung und -geschwindigkeit einstellen kann, verbunden wird.According to the invention, this object is achieved by a) that the rotor rotates around a vertical, cable-braced support tube and has at least three wings, which are equipped with clamping locks, the clamping locks causing the The wings are only rotated in a certain direction of rotation about their horizontal axes of symmetry can be b) that those wings, each with the Move the wind, stand perpendicular to the horizontal plane and the other wings parallel must lie to it, so that the wings have different resistance to the wind afford, and thereby a torque arises in the rotor, c) that for each wing a 'tLever wheel "is provided, the lever wheel, which basically consists of four self-locking Levers, with which the sash is connected by a torsionally flexible coupling, d) that one with two rollers (or stops) to turn the lever wheels or the wings equipped control plate is provided, the two rollers on the control plate, which must be connected to the rotor by an overrunning clutch, so arranged are that with one rotation of the rotor each lever wheel "pass" the two rollers once must, and that each lever wheel is rotated by 900 by each roller, e) that the control plate with a tail surface according to the invention, which is corresponding to the existing Wind direction and speed can adjust, is connected.

Zur ordnungsmäßigen Funktion der Wind turbine muß der Rotor mit der Steuerplatte durch eine Freilaufkupplung verbunden sein. For the proper function of the wind turbine, the rotor must with the Control plate be connected by an overrunning clutch.

Der Rotor kann sich gegenüber der Steuerplatte in der normalen Drehrichtung frei drehen. Bei Drehung in entgegengesetzter Richtung (z.B infolge eines trindzirbels) muß der Rotor die Steuerplatte mitnehmen bis er seine normale Drehrichtung wieder hat. -Dafür braucht er höchstens eine halbe Umdrehung in der entgegengesetzten Drehrichtung-Jedes Hebelrad verriegelt sich automatisch, wenn es eine Rolle passiert, d.h., wenn es um 900 gedreht wird.The rotor can turn in the normal direction of rotation with respect to the control plate rotate freely. When turning in the opposite direction (e.g. as a result of a pinwheel) the rotor must take the control plate with it until it returns to its normal direction of rotation Has. - For this it needs a maximum of half a turn in the opposite direction of rotation - each Lever wheel locks automatically when it passes a role, i.e. when it is rotated by 900.

Die Steuerplatte wird mit zwei Sperrbacken ausgestattet, die bewirken, daß die Steuerplatte am Tragrohr festklemmt und nicht wegwandert, wenn die Hebelräder gegen die Rollen stoßen. Dagegen kann die Steuerplatte nicht klemmen, wenn sie durch die Leitwerkfläche gedreht wird.The control plate is equipped with two locking jaws, which have the effect of that the control plate clamps on the support tube and does not move away when the lever wheels bump against the rollers. On the other hand, the control plate cannot jam when it is through the tail surface is rotated.

Da die Hebelräder und die Rollen Stößen ausgesetzt sind, werden die Rollen mit Gummi belegt, damit die Stöße gemildert werden.Since the lever wheels and the rollers are exposed to shocks, the Rollers covered with rubber so that the bumps are reduced.

Die Flügel werden aus Leichtmetall konstruiert und mit einem geeigneten Stoff (z.B. Aluminium, Segeltuch, elastische Stoffe usw.) gedeckt.The wings are constructed from light metal and fitted with a suitable Fabric (e.g. aluminum, canvas, elastic fabrics, etc.) covered.

Ein elastischer Stoff (z.B. eine Haut aus Weichgummi) kann den Wirkungsgrad der Windturbine erhöhen. Durch den Wind wölbt sich die elastische Haut nach außen. Somit erhöht sich der Widerstandsbeiwert Cw der stehenden Flügel, die sich mit dem Wind bewegen. Die übrigen Flügel, die sich gegen den Wind bewegen, können sich nicht wölben, weil sie. parallel zur waagerechten Ebene liegen.An elastic material (e.g. a skin made of soft rubber) can increase the efficiency the wind turbine increase. The elastic skin bulges outward as a result of the wind. This increases the drag coefficient Cw of the standing wing that moves with the Move wind. The rest of the wings that move against the wind cannot move bulge because they. lie parallel to the horizontal plane.

Zur Erhöhung der Stabilität der Flügel sind Träger bzw. Rahmen vorgesehen, die mit den zwei Nahen des Rotors stabil verbunden und verspannt werden.To increase the stability of the sash, supports or frames are provided, which are stably connected and braced with the two seams of the rotor.

Dadurch kann jeder Flügel an zwei Stellen gelagert werden.This means that each wing can be stored in two places.

Um die Windturbine vor stiirmischen Winden zu schützen, wird jeder Flügel so vonstruiert, daß er aus schwenkbaren Teilen besteht, die durch Federeinwirkung im geschlossenen Zustand gehalten sind. Uberschreitet die Windgeschwindigkeit eine bestimmte Grenze, so beginnen die schwenkbaren Teile sich allmählich zu öffnen.To protect the wind turbine from stormy winds, everyone will Wing so vonstruiert that it consists of pivotable parts that are spring-loaded are kept in the closed state. If the wind speed exceeds one certain limit, the pivoting parts begin to open gradually.

Erfindungsgemaß wird bei dieser Windturbine eine LeitworkTlche verwendet, derer Stellung zu jedem Zeitpunk-t sowohl von der Windrichtung als auch von der -geschwindigkeit abhängig ist. Im Grunde besteht. diese Leitwerkfläche aus zwei, miteinander starr befestigten Flossen, die beispielsweise zueinander in einem Winkel von 600 stehen. Diese zwei Flossen, die mit der Steuerplatte " indirekt " verbunden sind, stellen sich immer gegen die jeweils vorhandene Windrichtung ein. Sie können sowohl kreisförmig um das Tragrohr als auch geradlinig auf Schienen bewegt werden.According to the invention, a LeitworkTlche is used in this wind turbine, their position at any time, both from the wind direction and from the speed is dependent. Basically there is. this tail surface of two, fins rigidly attached to one another, for example to each other stand at an angle of 600. These two fins connected to the control plate "indirectly "are connected, always set against the prevailing wind direction. They can be moved in a circle around the support tube or in a straight line on rails will.

Durch die erste kreisförmige Bewegung, die durch das Wechseln der Windrichtungen verursacht wird, können sich die Flügel der jeweils vorhandenen Windrichtung anpassen. Durch die zweite geradlinige Bewegung, die durch eine unerwünschte Windgeschwindigkeitszunahme verursacht wird, kann eine konstante Rotorgeschwindigkeit eingehalten werden. Hat der Rotor die gewünschte Betriebsdrehzahl (d.h.die Drehzahl, die konstant eingehalten werden soll) noch nicht erreicht, so hält eine Feder die zwei Flossen in einer bestimmten Ausgangsstellung. Nimmt die Windgeschwindigkeit zu, nachdem der Roror die Betriebsdrehzahl erreicht hat, dann drückt der Windauf die zwei Flossen mehr als früher. Die Betriebsdrehzahl hängt sowohl von der Federkonstante als auch von der -spannung ab. Entsprechend der Windgeschwindigkeitszunahme bewegen sich die zwei Flossen geradlinig mit dem Wind. Diese geradlinige Bewegung, die durch ein Kettenrad in einer kreisförmigen Bewegung umgewandelt wird, verursacht ein zusätliches Drehen der Steuerplatte, was eine "Verschiebung" der "Flügelsteuerung" bedeutet. Eine solche Verschiebung der Flügelsteuerung bewirkt, daß stehende Flügel im "Bereich" der liegenden Flügel, und liegende Flügel im Bereich der stehenden "erscheinen", was eine bremsende Wirkung auf den Rotor zur Folge hat, was eine Konstanthaltung des maximalen, "effektiven" Drehmoments im Rotor bewirken kann. Wird das effektive Drehmoment im Rotor konstant gehalten, so bleibt die Betriebsdrehzahl des Rotors auch konstant.By the first circular movement made by changing the Wind directions is caused, the wings of the respective existing wind direction adjust. The second straight line movement caused by an undesirable increase in wind speed a constant rotor speed can be maintained. Has the rotor reaches the desired operating speed (i.e. the speed that is kept constant should not be reached yet, a spring holds the two fins in a certain position Starting position. The wind speed increases after the Roror has reached operating speed has reached, then the wind presses on the two fins more than before. The operating speed depends on both the spring constant and the tension. Corresponding As the wind speed increases, the two fins move in a straight line with that Wind. This rectilinear movement created by a sprocket in a circular Movement is converted, causing an additional turning of the control plate, what means a "shift" of the "wing control". Such a shift in the Wing control causes standing wings in the "area" of the lying wings, and wings lying in the area of the standing "appear", which has a braking effect on the rotor, which means that the maximum, "effective" Can cause torque in the rotor. The effective torque in the rotor becomes constant is held, the operating speed of the rotor also remains constant.

Um den größten Wirkungsgrad bei dieser Windturbine zu erzielen, werden Flügel benutzt, die dadurch charakteresiert sind, dß ihre seitlichen Kanten schräge Flächen bzw. aerodynamische Formgenung haben. Dadurch stammt die Kraft, die die Flügelsteuerung erfordert, zum größten Teil direkt aus dem Wind und nicht aus dem Rotor.In order to achieve the greatest efficiency with this wind turbine, wing which are characterized by the fact that their lateral edges are sloping surfaces or have aerodynamic shape. This is where the power that controls the wing comes from requires, for the most part, directly from the wind and not from the rotor.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, a) daß diese Windturbine einen großen Wirkungsgrad hat, b) daß sie für sehr große Leistungen (in der Größenordnung von einigen BW) geeignet ist, c) daß sie bei allen Windgeschwindigkeiten und Windrichtungen leistungsfähig bleibt, d) daß die Konstanthaltung einer bestimmten Rotorgeschwindigkeit präzis und einfach ist, e) daß das Bremsen der Windturbine keine Wärme erzeugt.The advantages achieved with the invention are in particular: a) that this wind turbine has a high efficiency, b) that it is very large Achievements (of the order of some BW) is suitable, c) that they are at all Wind speeds and wind directions remain efficient, d) that the constant maintenance a certain rotor speed is precise and easy, e) that braking the wind turbine does not generate any heat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in folgender näher beschrieben. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

FIG.1 zeigt die schematische Darstellung eines Rotors mit vier Flügeln in Draufsicht. Die dicken Pfeile (0,7 mm) deuten die Windrichtung an.FIG.1 shows the schematic representation of a rotor with four blades in plan view. The thick arrows (0.7 mm) indicate the wind direction.

Die dünnen Pfeile (0,25 mm) bedeuten eine Bewegung. Zur besseren Veranschaulichung wird auf das Zeichnen von Wälzlagern verzichtet.The thin arrows (0.25 mm) indicate movement. For better illustration there is no drawing of roller bearings.

Die Flügel 1(s), die senkrecht zur waagerechten Ebene stehen, bewegen sich mit dem Wind. Sie stellen dem Wind ihre ganzen Flächen zur Verfügung. Die Flügel 1(l) bewegen sich gegen den Wind und daher müssen sie parallel zur waagerechten Ebene liegen. D.h., sie bieten dem Wind nur ihre scharfen Kanten an, die selbstverstandlich sehr kleine Flächen haben. Durch die unterschiedlichen Widerstände der Flügel wird im Rotor ein angemessenes Drehmoment erzeugt, das ihn in Drehung versetzen kann.Move the wings 1 (s), which are perpendicular to the horizontal plane himself with the wind. They make their entire area available to the wind. The wings 1 (l) move against the wind and therefore they must be parallel to the horizontal Lie level. In other words, they only offer the wind their sharp edges, which are taken for granted have very small areas. Due to the different resistances of the wings generates an adequate torque in the rotor, which can set it in rotation.

FIG. 2 zeigt die schematische Darstellung eines Flügels, der in einem Rahmen 2 bei 3 und 4 drehbar gelagert ist. Jeder Flügel wird mit einer Klemmsperre 5 ausgestattet. Dadurch kann der Flügel nur in einem bestimmten Drehsinn um seine Symmetrieachse a-a gedreht werden (siehe Fig. 3).Zu jedem Flügel ist auch ein Hebelrad 6 vorgesehen, wobei das Hebelrad mit dem Flügel durch eine drehelastische Kupplung 7 verbunden wird. Die vier Hebel 8 sind zueinander um 900 versetzt.FIG. 2 shows the schematic representation of a wing, which is in a frame 2 is rotatably mounted at 3 and 4. Each wing is equipped with a clamping lock 5. As a result, the wing can only rotate in a certain direction around its axis of symmetry a-a can be rotated (see Fig. 3). A lever wheel 6 is also provided for each wing, the lever wheel being connected to the wing by a torsionally flexible coupling 7 will. The four levers 8 are offset from one another by 900.

FIG. 3 zeigt Fig.2 in Seitenansicht.FIG. 3 shows Fig.2 in side view.

FIG. 4 zeigt den Zusammenbau der erforderlichen Vorrichtungen eines Flügels zu einer kompletten " Steuervorrichtung ". Die Achse A, die mit dem Flügel 1 starr befestigt ist, wird durch Keilwellenprofil mit dem Innenring 5i verbunden. (Die Klemmsperre des Flügels besteht aus einem Innenring 5i und einem Außenring 5a). Der Außenring 5a wird mit dem Rahmen 2 starr befestigt. Die drehelastische Kupplung besteht aus zwei Kupplungshälften 7a und 7i bzw. aus einem Grmmiring 9. Die äußere Kupplungshälfte 7a ist mit Keilnabenprofil versehen.FIG. Fig. 4 shows the assembly of the necessary devices for a Wing to a complete "control device". The axis A, the one with the wing 1 is rigidly attached, is connected to the inner ring 5i by a spline. (The wing's clamping lock consists of an inner ring 5i and an outer ring 5a). The outer ring 5a is rigidly attached to the frame 2. The torsionally elastic The coupling consists of two coupling halves 7a and 7i or a Grmm ring 9. The outer coupling half 7a is provided with a splined hub profile.

FIG. 5 zeigt das Schema eines Flügels in Vorderansicht, wobei die zwei Teile I und II schwenkbar sind. Die Achse b-b teilt jeden schwenkbaren Teil in zwei Flächen z.B. im Verhältnis 45 % : 55 %. Bei günstigen Winden bleiben die schwenkbaren Teile geschlossen. Bei heftigen Winden werden sie geöffnet (siehe Fig. 6). Dadurch bleibt die Windturbine von gefährlichen Belastungen verschont.FIG. 5 shows the diagram of a wing in front view, the two parts I and II are pivotable. The axis b-b divides each pivotable part in two areas e.g. in the ratio 45%: 55%. When the winds are favorable, they stay swiveling parts closed. They are opened in strong winds (see Fig. 6). This spares the wind turbine from dangerous loads.

FIG. 7 zeigt das Schema einer Vorrichtung zum Schließen der schwenkbaren Teile. Zu jedem schwenkbaren Teil ist eine solche Vorrichtung vorgesehen, wobei die Achse des schwenkbaren Teils mit dem Zahnrad 10 verbunden wird.FIG. 7 shows the diagram of a device for closing the pivotable Parts. Such a device is provided for each pivotable part, wherein the axis of the pivotable part is connected to the gear 10.

FIG.8 zeigt die schematische Darstellung einer (fast) vollständigen Windturbine. Hier liegen die drei Flügel 1(1) parallel zur waagerechten Ebene. Hinter dem Tragrohr 12 steht ein Flügel senkrecht zur waagerechten Ebene. Die zwei Naben 13, mit denen die vier Rahmen 2 verbunden sind, drehen sich um das seilverspannte Tragrohr 12. Die obere Nabe hat ein Zahnrad 14, das die zwei Generatoren 15 antreibt. Die Leitwerkfläche (16) kann die Steuerplatte 17 , die die zwei Rollen 18 trägt, in beiden Richtungen drehen. '7ill ein Hebelrad 6 eine Rolle 18 passieren, dann muß das Hebelrad bzw. der Flügel eine Vierteldrehung (= 900) um die Symmetrieachse vollführen.FIG.8 shows the schematic representation of an (almost) complete Wind turbine. Here the three wings 1 (1) are parallel to the horizontal plane. Behind the support tube 12 is a wing perpendicular to the horizontal plane. The two hubs 13 with which the four frames 2 are connected, rotate around the cable-braced support tube 12. The upper hub has a gear 14 that drives the two generators 15. The tail surface (16) the control plate 17, which carries the two rollers 18, can move in both directions turn. '7ill a lever wheel 6 pass a roller 18, then the lever wheel or turn the wing a quarter turn (= 900) around the axis of symmetry.

FIG. 9 zeigt die schematische Darstellung einer Leitwerkfläche mit einem Teilschnitt. Die gesamte Leitwerkfläche (16) kann um den Zapfen 19 in beiden Richtungen gedreht werden. Durch die zwei Flossen 20 stellt sich die Leitwerkfläche gegen die jeweils vorhandene Windrichtung ein. Die zwei Flossen haben auch die Möglichkeit, sich geradlinig auf Schienen 21 hin und her zu bewegen.FIG. 9 shows the schematic representation of a tail surface with a partial cut. The entire tail surface (16) can be around the pin 19 in both Directions are rotated. The tail surface is provided by the two fins 20 against the prevailing wind direction. The two fins also have the option of to move back and forth in a straight line on rails 21.

FIG. 10 zeigt Fig. 9 in Draufsicht. Die Kette 22 verbindet die zwei FlossenO-mit einer Stahlfeder 23, die die zwei Flossen in einer bestimmten Ausgangsstellung (mit Vollinie gezeichnet) hält. Entsprechend der jeweils vorhandenen Windgeschwindigkeit werden die zwei Flossen nach vorne geschoben (siehe die strichpunktierte Stellung).FIG. 10 shows FIG. 9 in plan view. The chain 22 connects the two FlossenO-with a steel spring 23, which the two fins in a certain starting position (drawn with solid line) holds. According to the prevailing wind speed the two fins are pushed forward (see the dot-dash position).

Da das Kettenrad 24 mit der Welle 25 (siehe Fig. 9) verbunden ist, verursacht eine solche geradlinige Bewegung, die durch die Kette 22 auf das Kettenrad 24 übertragen wird, ein zusätliches Drehen der Steuerplatte 17 . Nimmt die Windgeschwindigkeit ab, so kehren die zwei Flossen (mit der Steuerplatte) in ihrer Ausgangsstellung zurück.Since the sprocket 24 is connected to the shaft 25 (see Fig. 9), causes such rectilinear movement by the chain 22 on the sprocket 24 is transmitted, an additional rotation of the control plate 17. Takes the wind speed the two fins (with the control plate) return to their starting position return.

Man kann die Federspannung, die für die Betriebsdrehzahl verantwortlich ist, entweder manuell oder mittels einer elektromagnetisch angetriebenen Winde 25 ändern.One can see the spring tension, which is responsible for the operating speed either manually or by means of an electromagnetically driven winch 25 change.

Ändert sich die Windrichtung, so werden zuerst die zwei Flosser 20 mit den Schienen 21 um den Bolzen 26 beispielsweise bis zu 20 gedreht.If the wind direction changes, the two flossers 20 are first with the rails 21 rotated around the bolt 26, for example up to 20.

Dadurch wird eine schlupffreie Kraftübertragung zwischen den zwei FlossenZO und der Trommel 27, die auch mit der Welle 25 verbunden ist (siehe Fig. 9), gewährleistet.This creates a slip-free power transmission between the two FlossenZO and the drum 27, which is also connected to the shaft 25 (see Fig. 9), guaranteed.

FIG. 11 zeigt die Steuerplatte 17 in Schnitt ( die Rollen 18 sind nicht gezeichnet). Die obere Nabe 13 des Rotors (siehe auch Fig. 8) wird mit der Steuerplatte 17 durch die Freilaufkupplung 28 verbunden.FIG. 11 shows the control plate 17 in section (the rollers 18 are not drawn). The upper hub 13 of the rotor (see also Fig. 8) is with the Control plate 17 connected by the overrunning clutch 28.

Der Rotor kann sich gegenüber der Steuerplatte in der normalen Drehrichtung frei drehen ( siehe die Pfeile 45 in Fig.12 ). Die Welle 25 verbindet über die Kegelräder 29, 30, 31 und 32 (Übersetzungsverhältnis 1:1) die Leitwerkfläche (siehe Fig. 9) mit der Steuerplatte 17, wobei die Welle 25 sie in beiden Richtungen drehen kann. Teil 33 kann ohne 0 die Steuerplatte beispielsweise bis zu 2,5 gedreht werden, und zwar in einer Richtung wie die Drehrichtung des Rotors. ( Schneller als der Rotor kann die Steuerplatte nicht gedreht werden, weil die Freilaufkupplung 28 das verhindert). Nach 2,5 dreht sich die Steuerplatte 17 mit 33. Ein solches Drehen von 2,50 lüfter die Sperrbacken 34, die sich an der Trommel 35 festklemmen ( siehe auch Fig. 12). Die Trommel 35 ist mit dem Tragrohr 12 starr befestigt.The rotor can turn in the normal direction of rotation with respect to the control plate rotate freely (see arrows 45 in Fig. 12). The shaft 25 connects via the bevel gears 29, 30, 31 and 32 (gear ratio 1: 1) the tail surface (see Fig. 9) with the control plate 17, the shaft 25 being able to rotate it in both directions. Part 33 can be rotated up to 2.5, for example, and without 0 the control plate in one direction like the direction of rotation of the rotor. (Faster than the rotor the control plate cannot be rotated because the overrunning clutch 28 prevents this). After 2.5, the control plate 17 rotates with 33. Such a rotation of 2.50 fan the locking jaws 34 which clamp onto the drum 35 (see also FIG. 12). The drum 35 is rigidly attached to the support tube 12.

FIG. 12 zeigt einen Schitt entlang der Linie L-L von Fig. 11.FIG. 12 shows a section along the line L-L of FIG.

Die Sperrbacken 34, die mit der Steuerplatte 17 verbunden sind, verhindern das Wegwandern der Steuerplatte, wenn die Hebelräder gegen die Rollen stoßen(siehe die Pfeile 55 in Fig. 12). Die Stangen135 sind mit dem Teil 33 verbunden. Die Anschläge 36 sind mit der Steuerplatte 17 verbunden. Die Ketten 38 verbinden die Stangen 37 mit den Sperrbacken 34 (siehe auch Fig. 11), wobei die Stangen 37 mit 33 verbunden sind.The locking jaws 34, which are connected to the control plate 17, prevent the wandering of the control plate when the lever wheels hit the rollers (see the arrows 55 in Fig. 12). The rods 135 are connected to the part 33. The attacks 36 are connected to the control plate 17. The chains 38 connect the rods 37 with the locking jaws 34 (see also FIG. 11), the rods 37 being connected to 33 are.

FIG. 13 zeigt die schemtische Darstellung eines Hebelrades.FIG. 13 shows the schematic representation of a lever wheel.

Ein Hebel z.B. 8a (mit Vollinie gezeichnet) stößt gegen die Rolle 18.A lever e.g. 8a (drawn with a solid line) hits the roller 18th

Durch den Stoß klemmt der Steuertisch an die Trommel 35 (siehe Fig.12) fest. Der Hebel 8a , der durch die Rückstellfeder 42a in der gezeichneten Ausgangsstellung gehalten ist, schiebt durch die Kette 39a den Riegel 40a zurück und entsichert somit das Hebelrad. Hat 8a den vorderen Anschlag 41a erreicht (siehe die strichpunktierte Stellung links), so beginnt der Hebel 8a das ganze Hebelrad zu drehen (siehe den Pfeil 52). Nach einer Vierteldrehung (= 900 ), d.h., wenn der Hebel 8a sich in der strichpunktierten Stellung 8d befindet, kann das Hebelrad nicht mehr gedreht werden, weil der Riegel 40b den Anschlag 56 erreicht hat. Somit wird der Flügel in beiden Richtungen gesichert (siehe die Wirkung der Klemmsperre 5 in Fig. 3). Der schraffierte Anschlag 56 ist eigentlich mit dem Außenring 5a (der Klemmsperre) starr befestigt (siehe Fig. 14, Fig. 15 und Fig. 4).The control table clamps to the drum 35 due to the impact (see Fig. 12) fixed. The lever 8a, which by the return spring 42a in the initial position shown is held, pushes the bolt 40a back through the chain 39a and thus unlocks the lever wheel. Has 8a reached the front stop 41a (see the dash-dotted line Position to the left), the lever 8a begins to turn the entire lever wheel (see the Arrow 52). After a quarter turn (= 900), i.e. when the lever 8a is in the dash-dotted position 8d, the lever wheel can no longer be turned, because the bolt 40b has reached the stop 56. Thus the wing becomes in both Directions secured (see the effect of the clamping lock 5 in Fig. 3). The hatched one Stop 56 is actually rigidly attached to the outer ring 5a (the clamping lock) (see Fig. 14, Fig. 15 and Fig. 4).

Dieser Vorgang wurde so erläutert, als ob man die Rolle 18 nach rechts bewegt hätte. In Wirklichkeit bleibt die Rolle 18 stehen, während das Hebelrad nach links bewegt wird (siehe den Pfeil 43).This process has been explained as if the roller 18 were to the right would have moved. In reality, the roller 18 stops while the lever wheel moves is moved to the left (see arrow 43).

Die nächste Vierteldrehung des Hebelrades bzw. des Flügels wird durch den Hebel 8b ausgeführt usw. .Das bedeutet, daß der Flügel immer in einem gleichbleibenden Drehsinn gedreht wird, was eine vorzeitige Materialermüdung ausschließen kann.The next quarter turn of the lever wheel or the wing is through the lever 8b executed, etc.. That means that the wing always in a constant Direction of rotation is rotated, which can rule out premature material fatigue.

FIG. 16 zeigt das Schema eines Flügels, dessen zwei setliche Kanten 53 schräge Flächen bzw. aerodynamische Formgebung haben. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Windturbine erhöht, weil ein großer Teil der Kraft, die zum Drehen der Flügel um ihre Symmetrieachsen erforderlich ist, direkt aus dem Wind kommt. Solche Flügel können auch eine schnelle Abnutzung der Hebelräder verhindern.FIG. 16 shows the diagram of a wing, its two set edges 53 sloping surfaces or aerodynamic shape. This increases the efficiency the wind turbine increases because a large part of the force required to turn the blades around their axes of symmetry is required, comes straight from the wind. Such wings can also wear out the quick Prevent lever wheels.

FIG. 17 zeigt die Wirkung der schrägen Flächen in perspektivischer Darstellung . Außerdem wird hier die positive Wirkung des elastischen Stoffs 57, der zum besseren Auffangen des Windes benutzt wird, verdeutlicht.FIG. 17 shows the effect of the inclined surfaces in perspective Depiction . In addition, the positive effect of the elastic fabric 57, which is used to better catch the wind, clarifies.

Durch den Wind wölbt sich der elastische Stoff 57 (z.B. Weichgummi) nach außen. Somit kann der stehende Flügel 1(s) mehr Widerstand gegen den Wind leisten, was eine erhöhung des Wirkungsgrads der Windturbine bedeutet.The elastic fabric 57 (e.g. soft rubber) bulges due to the wind outward. Thus the standing wing 1 (s) can offer more resistance to the wind, which means an increase in the efficiency of the wind turbine.

FIG. 18 zeigt die Anordnung der Rollen 18 und ihrer gezähnten Träger 44 auf der SteuerplRtte in Draufsicht. Die Pfeile 45 deuten die Drehrichtung des Rotors an.FIG. Figure 18 shows the arrangement of the rollers 18 and their toothed supports 44 on the control panel in plan view. The arrows 45 indicate the direction of rotation of the Rotor on.

FIG. 19 zeigt die schematische Darstellung einer Rolle 18 und ihres Trägers 44 in Seitenansicht. Der Gummibelag 46 mildert die Stöße der Hebelräder. Die gezähnte Oberfläche 47 dient zum sicheren Einstellen der Rolle 18. ( Hier wird auch eine gezähnte Scheibe 48 gebraucht).FIG. 19 shows the schematic representation of a roller 18 and its Carrier 44 in side view. The rubber lining 46 softens the shocks of the lever wheels. The serrated surface 47 is used to safely adjust the roller 18. (Here is also used a serrated disc 48).

Die Höhe der Rolle wird durch die Metallfolien 49 eingestellt. Auf dem Bolzen 50 läßt sich die Rolle 18 drehen und auch gegeüber einer Feder 51 (siehe auch Fig. 18) axial nach außen schieben, damit die Reibung zwischen dem Gusibelag 46 und den Hebeln 8 (siehe fig. 13) verringert wird.The height of the roll is adjusted by the metal foils 49. on The roller 18 can be rotated with the bolt 50 and also with respect to a spring 51 (see also Fig. 18) axially outwards, so that the friction between the Gusibelag 46 and levers 8 (see fig. 13).

FIG. 20 zeigt das Schema einer (unvollständig gezeichne-ten)Windturbine in Draufsicht. Die Bezugsgerade Gg hat immer die gleiche Richtung wie der Wind. Hat der Rotor die Betriebsdrehzahl noch nicht erreicht, so verdeckt die Gg-Gerade die eingeklammerte CD-Gerade (siehe auch Fig. 18).FIG. 20 shows the scheme of a (incompletely drawn) wind turbine in plan view. The reference line Gg always has the same direction as the wind. If the rotor has not yet reached the operating speed, the Gg straight line is covered the CD straight line in brackets (see also FIG. 18).

Die folgende Tabelle erläutert die Flügelsteuerung, wenn die Betriebsdrehzahl noch nicht erreicht ist. Die angegebenen Werte sind keine Anhaltspunkte.The following table explains the wing control when the operating speed has not yet been reached. The values given are not intended as a guide.

Buchstabe Entfernung Vorgang A 200 vor g An dieser Stelle stößt das Hebelrad des stehenden Flügels 1(s) gegen die eine Rolle 18, die sich auf der Steuerplatte befindet. Die Steuerplatte klemmt fest.Letter distance operation A 200 in front of g This is where you come across Lever wheel of the standing wing 1 (s) against the one roller 18, which is on the control plate is located. The control plate is stuck.

B 150 vor g Das Hebelrad des stehenden Flügels ist entsichert worden.B 150 forward g The lever wheel of the standing sash has been unlocked.

C 00 vor g Der stehende Flügel 1(s) hat eine Vierteldrehung um seine Symmetrieachse vollführt. Somit liegt er jetzt (in verriegeltem Zustand) parallel zur waagerechten Ebene.C 00 in front of g The standing wing 1 (s) has a quarter turn around its Axis of symmetry performs. So it is now parallel (in the locked state) to the horizontal plane.

D 00 vor G An dieser Stelle stößt das Hebelrad des liegenden Flügels 1(l) gegen die andere Rolle 18, die sich auf der Steuerplatte befindet. Die Steuerplatte bleibt stehen.D 00 before G At this point the lever wheel of the horizontal wing hits 1 (l) against the other roller 18 located on the control plate. The control panel stands still.

'0 nach G Das Hebelrad des liegenden Flügels ist entsichert worden.'0 to G The lever wheel of the horizontal sash has been unlocked.

F 200 nach G Der liegende Flügel 1(l) hat eine Vierteldrehung um seine Symmetrieachse vollführt. Somit steht er jetzt senkrecht zur wangerechten Ebene. Die dicken Pfeile (0,7 mm) deuten die indrichtung an.F 200 to G The horizontal wing 1 (l) has a quarter turn around its Axis of symmetry performs. So he is now perpendicular to the horizontal plane. The thick arrows (0.7 mm) indicate the direction.

Auf diese Weise wird der Rotor in Drehung versetzt. In this way the rotor is set in rotation.

Man stellt fest, daß die Flügel nicht gleichzeitig, sondern nacheinander gedreht werden. Eine solche Ordnung hat den Vorteil, daß die Belastung der Steuerplatte niedrig bleibt.You notice that the wings are not at the same time, but one after the other to be turned around. Such an order has the advantage that the load on the control plate remains low.

Nimmt die Wind geschwindigkeit zu, nachdem der Rotor die Betriebsdrehzahl erreicht hat, dann tritt eine V e r s c h i e b u n g für die Flügelsteuerung auf. Die Größe dieser Verschiebung hängt von der jeweils vorhandenen Windgeschwindigkeit ab. Durch die Verschiebung der Flügelsteuerung erscheinen stehende Flügel im Bereich der liegenden Flügel, und liegende Flügel im Bereich der stehenden, was eine bremsende Wirkung auf den Rotor zur Folge hat. Somit bleibt das effektive Drehmoment, das die gewünschte Betriebsdrehzahl liefert, konstant.The wind speed increases after the rotor reaches its operating speed has reached, then there is a shift for the wing control on. The size of this shift depends on the prevailing wind speed away. By moving the wing control, standing wings appear in the area the lying wing, and lying wing in the area of the standing one, what a braking Effect on the rotor. This leaves the effective torque that delivers the desired operating speed, constant.

Bei dieser Windturbine ist es möglich, eine Verschiebung von 900 (siehe die Gerade CD mit punktierten Buchstaben) zu veranlassen. Dadurch kommt die Windturbine zum Stillstand, weil auf beiden Seiten des Rotors ähnliche Flügel gibt. Auf diesem Prinzip beruht auch die Bremse dieser Windturbine.With this wind turbine it is possible to set a displacement of 900 (see the straight line CD with dotted letters). This is how the wind turbine comes in to a standstill because there are similar blades on both sides of the rotor. On this one The brake of this wind turbine is also based on this principle.

Mittels einer elektromagnetisch angetriebenen Winde 25 (siehe Fig. 9) kann man eine solche Verschiebung (der Flügelsteuerung) zustande bringen.By means of an electromagnetically driven winch 25 (see Fig. 9) such a shift (of the wing control) can be brought about.

D.h., man benutzt die Windkraft selbst zum Bremsen der Windturbine, was ein sehr schnelles Bremsen verursachen kann.This means that the wind power itself is used to brake the wind turbine, which can cause very rapid braking.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C g S Wind turbine for optimal utilization the existing wind energy, characterized in that the rotor is braced around a cable Support tube rotates and has at least three wings that are in a constant Direction of rotation (Fig. 3) rotated by 900 in good time so that those wings that move with the wind, stand perpendicular to the horizontal plane, and the rest Wings that move against the wind are parallel to it (Fig. 1), so that the wings offer different resistance to the wind, creating a torque arises in the rotor, and that the rotor by an overrunning clutch or something similar with a control plate provided for wing control (Fig. ii + Fig. 12 + Fig. 18) is connected, the control plate with a tail surface, its position both the wind direction and the wind speed at all times is dependent, is indirectly connected.

2) Wind turbine according to claim 1, characterized in that the tail unit surface (Fig. 9 + Fig. 10) from two fins (20) which are at an angle of of a suitable size, with the two fins attached by spring action are held in a certain starting position, both circularly around the support tube as well as can be moved in a straight line on rails.

3) wind turbine according to claim 2, characterized in that the circular Movement caused by changing wind directions for steering or adapting the wing position to the prevailing wind direction will.

4) wind turbine according to claim 2, characterized in that the rectilinear movement, caused by an undesirable increase in wind speed, to keep it constant a certain rotor speed is used, keeping constant a certain rotor speed by shifting the wing control (Fig. 20) is achieved.

5) wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that that the braking of the wind turbine is based on the displacement of the wing control. (Fig. 20)

6) Wind turbine according to claim 1, characterized in that the blades Constructed from a light metal and coated with a suitable material (e.g. aluminum, Canvas, elastic fabrics, etc.) are covered (Fig. 2).

7) wind turbine according to claim 1, characterized in that the lateral The edges of the wings have sloping surfaces or aerodynamic shape (53 / Fig. 16).

8) wind turbine according to claim 1, characterized in that each Wing rotated around the axis of symmetry that passes through its center of gravity axis becomes (a-a / Fig. 2).

9) wind turbine according to claim 8, characterized in that each Wing is equipped with a clamping lock (5 / Fig. 3), which causes the The wing can only be turned in a certain direction of rotation.

10) wind turbine according to claim 9, characterized in that each Wing an Elebelrad (Fig. 13) or something similar is provided, with which the wing is rotated.

11) ': Zindturbine according to claim 1 and 10, characterized in that that two rollers (or two stops) are provided for turning the lever wheels or the wings are (18 / Fig. 19), whereby the two rollers on the control plate are to be arranged that with one revolution of the rotor each lever wheel pass the two rollers once must, and that each lever wheel is rotated by 900 by each roller (Fig. 13 + Fig. 18).

12) wind turbine according to claim 11, characterized in that each ITebelrad locks itself automatically when it passes a role.

13) Wind turbine according to claim 11, characterized in that the for To prevent the control plate from moving away, locking jaws are provided (34 / Fig. 12).

14) Wind turbine according to claim 11, characterized in that the Rollers are adjustable and that they are covered with rubber so that the bumps of the Lever wheels are mitigated (Fig. 19).

15) Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that that the wings are connected to the IIebelwheels by torsionally flexible couplings (Fig. 4).

16) Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that that to increase the stability of the wing carrier or

Frames are provided in which the leaves can be rotated, and that the frames are connected and braced with the hubs of the rotor (2 / Fig. 8).

17) wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that that to protect the wind turbine from stirmish blind wings with swiveling Parts (Fig. 4 + Fig. 5) are provided, the pivotable parts under the action of springs stand