DE1007708B

DE1007708B - Windkraftanlage mit vom Drehmoment abhaengiger, selbsttaetiger Einstellung in die Windrichtung

Info

Publication number: DE1007708B
Application number: DEV6668A
Authority: DE
Original assignee: VENTIMOTOR WINDKRAFTANLAGEN G
Current assignee: VENTIMOTOR WINDKRAFTANLAGEN G
Priority date: 1953-12-23
Filing date: 1953-12-23
Publication date: 1957-05-02

Description

Windkraftanlage mit vom Drehmoment abhängiger, selbsttätiger Einstellung in die Windrichtung Das Hauptpatent betrifft eine Windkraftanlage, die über ein in dem drehbaren Windradträger angeordnetes Kegelradgetriebe eine Maschine antreibt und deren. Windradträger durch eine an einer Steuerfahne od. dgl. angreifende Haltefeder in der Arbeitsstellung gehalten und mit der Windradebene aus dieser hin, ausschwenkbar ist. Nach dem Hauptpatent ist die Spannung der Haltefeder dem vom Windrad bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit erzeugten Drehmoment angepaßt, bei dessen Überschreiten des antreibende Kegelrad der Windradwelle sich gegen den Zug der Haltefeder auf dem angetriebenen Kegelrad abwälzt und dadurch das Windrad verzögerungsfrei aus seiner Arbeitsstellung herausschwenkt. Hierdurch werden Leistung und Drehzahl des Windrades begrenzt, während bei nachlassendem Drehmoment infolge Verringerung der Windgeschwindigkeit oder Drehzahl die Windradebene sofort wieder in Richtung auf die normale Arbeitsstellung zurückgeschwenkt wird. Die Regelung der Windkraftanlage erfolgt also in Abhängigkeit vom Drehmoment. Damit -diese einwandfrei arbeiten kann, ist es, worauf bereits im Hauptpatent hingewiesen ist, notwendig, daß immer ein Drehmoment vorhanden ist. Es müssen also Maßnahmen vorgesehen werden, durch die ein Leerlauf der von dem Windrad angetriebenen Maschine, z. B. einer Stromerzeugungs- oder einer Pumpe, vermieden wird.
Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Windkraftanlage, die mit einer Pumpe zusammenarbeitet. Erfindungsgemäß wird die Aufrechterhaltung des Drehmoments dadurch sichergestellt, daß in der Förderleitung der Pumpe eine Rücklaufeinrichtung vorgesehen ist, die mit einem im Brunnen angeordneten Schwimmer derart verbunden ist, daß beim Absinken des Wasserspiegels im Brunnen kurz vor Erreichen der Saugöffnung der Pumpe die Rücklaufeinrichtung die Förderleitung abschließt und das von der Pumpe geförderte Wasser in den Brunnen zurückleitet. Dadurch ein Trockenlaufen der Pumpe und damit ein Abfallen des für die Regelung der Windkraftanlage notwendigen Drehmoments auf Null verhindert.
Bei Windkraftanlagen zum Antrieb einer Pumpe ist es bekannt, mittels eines bei Füllung des von der Pumpe gespeisten Wasserbehälters eine Bremse zu betätigen, die das Windrad abbremst und dadurch ein Überlaufen des Wasserbehälters verhindert. Bei dieser bekannten Anlage betätigt der Schwimmer ein in der Förderleitung vorgesehenes Absperrorgan, wenn der Wasserbehälter gefüllt ist, so daß die Pumpe dann über einen von der Förderleitung abzweigenden Schlauch in einen an der mit Federn ausgerüsteten Bremse hängenden in senkrechter Richtung verschiebbaren Behälter fördert. Dadurch vergrößert sich das Gewicht dieses Behälters, der gegen die Kraft der Bremsfedern sich abwärts bewegt und die Bremse betätigt, wodurch das Windrad und die mit ihm gekuppelte Pumpe stillgesetzt werden. Sinkt der Spiegel im Wasserbehälter wieder ab, so öffnet der Schwimmer das Absperrorgan der Förderleitung und das Wasser fließt aus dem Bremsbehälter zurück, wodurch dieser leichter wird und durch die Bremsfedern unter gleichzeitigem Lüften der Bremse nach oben gezogen wird, wodurch das das Windrad wieder in Betrieb gesetzt wird und die Pumpenförderung wieder einsetzt. Eine ausreichende Regelung der Windkraftanlage und deren Schutz gegen zu hohe Windgeschwindigkeiten kann hierdurch jedoch nicht erreicht werden.
Dient die von der Windkraftanlage angetriebene Pumpe beispielsweise zur Bewässerung von Ländereien oder zum Speisen von Viehtränkebecken, so kann in der Förderleitung ein solches bekannte Abschlußorgan vorgesehen werden, das von einem in dem von der Pumpe gespeisten Becken angeordneten Schwimmer bei Erreichen eines bestimmten höchsten Wasserspiegels im Becken in Schließstellung gebracht wird, wobei in der Pumpensteigleitung eine Kammer vorgesehen ist, die einen höher als die Ausflußöffnung der zum Becken führenden Förderleitung angeordneten Überlauf aufweist. Das von der Pumpe geförderte Wasser fließt bei der Füllung dieses Beckens in den Brunnen zurück, so daß ein Abstellen der Windkraftanlage nicht notwendig ist und ein völlig selbsttätiger Betrieb ermöglicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht, die in der Ansieht eine Windkraftanlage zum Antrieb einer in einen Brunnen versenkten Un:terwasserkreiselpumpe zeigt.
Das Windrad 1 ist in einem Windradträger 2 gelagert, der ein nicht dargestelltes Kegelradgetriebe umschließt und an dem eine Steuerfahne 4 sch-,venkbar gelagert ist. An den Träger der Steuerfahne 4 greift eine nicht dargestellte Feder an, deren anderes Ende entsprechend dem Hauptpatent an einem Ansatz des Windradträgers 2 befestigt ist. Die Anordnung und Befestigung dieser Feder entspricht der Drehmomentregelung gemäß dem Hauptpatent.
Der Windradträger 2 ruht auf dem oberen Ende eines rohrförmigen Mastes 5, der auf der Deckplatte 6 eines Rohrbrunnens 7 befestigt ist und die nicht dargestellte senkrechte Antriebswelle umschließt, die über das im Windradträger 2 befindliche Kegelradgetriebe mit dem Windrad 1 gekuppelt ist. Die Antriebswelle treibt über ein Getriebe 13 eine in den Brunnen 7 abgesenkte Unterwasserkreiselpumpe 12 an, deren Steigrohr 46 an eine Kammer 47 angeschlossen ist. Diese ist an das Getriebegehäuse 13 angeflanscht und über ein T-förmiges Zwischenstück 48 mit der in waagerechter Richtung abgehenden Förderleitung 49 verbunden. An dem nach unten gerichteten Rohrstutzen 50 des Zwischenstückes 48 ist ein Abschlußorgan 51, z. B. eine Klappe oder ein Ventil, angebracht, an das über ein Gestänge 52 ein im Brunnen 7 befindlicher Schwimmer 53 angreift.
Bei normalem Wasserstand im Brunnen 7 ist das Abschlußorgan 51 geschlossen und wird beim Absinken des Wasserspiegels im Brunnen bis fast auf die Höhe der Saugöffnung der Pumpe 12 geöffnet, wodurch das von: der Pumpe geförderte Wasser wieder in den -Brunnen zurückgeführt wird und hier stets der zur Verhinderung eines Trockenlaufs der Pumpe notwendige Wasserspiegel vorhanden bleibt. Wenn die Windkraftanlage zur Bewässerung von Ländereien, zum Speisen von Viehtränkebecken od. dgl. dient, so mündet die Förderleitung 49 in einem Speicherbecken 54, in dem ein weiterer Schwimmer 55 vorgesehen ist, der mit- einem am Ende der Förderleitung 49 angebrachten Abschlußorgan 56, z. B. einer Klappe oder einem Ventil, gekuppelt ist. Beim höchstzulässigen Wasserstand im Speicherbecken 54 wird das Abschlußorgan 56 durch den Schwimmer 55 geschlossen. Trotzdem kann die Anlage in Betrieb bleiben, da das durch die Pumpe 12 geförderte Wasser durch eine am oberen Ende der Kammer 47 vorgesehene Öffnung 57 wieder in den Brunnen 7 zurückgeführt wird.
Diese Öffnung 57 verhindert auch, daß das von:, der Pumpe 12 geförderte Wasser über die Kammer 47 hinaus ansteigt und in das Getriebe 13 eindringt, falls der Wasserrücklauf in die Förderleitung 49 über den Rohrstutzen 50 z. B. durch einen Fremdkörper oder Eisbildung verstopft sein sollte. Die gesamte Anlage bleibt daher auch bei Abstellung der Wasserförderung stets im Betrieb, und auf diese Weise ist das für die Wirksamkeit der Regeleinrichtung erforderliche Drehmoment immer vorhanden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Windkraftanlage, die über ein in dem drehbaren Windradträger angeordnetes Kegelradgetriebe eine Maschine antreibt und deren Windradträger durch eine an einer Steuerfahne od. dgl. angreifende Feder in der Arbeitsstellung gehalten und mit der Windradebene aus dieser herausschwenkbar ist und bei der die Spannung der Feder dem vom Windrad bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit erzeugten Drehmoment angepaßt ist, bei dessen Überschreiten das antreibende Kegelrad der Windradwelle sich gegen den Zug der Feder auf dem angetriebenen Kegelrad abwälzt und dadurch das Windrad verzögerungsfrei aus seiner Arbeitsstellung herausschwenkt, wobei ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, die im gesamten Drehzahlbereich der angetriebenen Arbeitsmaschine ein die Regelung der Windkraftanlage sicherstellendes Drehmoment gewährleistet, nach Patent 928 040, in Verbindung mit einer als Pumpe ausgebildeten Arbeitsmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß in der Förderleitung (49) der Pumpe (12) eine Rücklaufeinrichtung (50, 51) vorgesehen ist, die mit einem im Brunnen (7) angeordneten Schwimmer (53) derart verbunden ist, daß beim Absinken des Wasserspiegels im Brunnen kurz vor Erreichen der Saugöffnung der Pumpe (12) die Rücklaufeinrichtung die Förderleitung _(49) abschließt und das von der Pumpe geförderte Wasser in den Brunnen zurückleitet.
2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (49) in an sich bekannter Weise ein Abschlußorgan (56) aufweist, das von einem in dem. von der Pumpe (12), gespeisten Becken (54) angeordneten Schwimmer (55) bei Erreichen eines bestimmten höchsten, Wasserspiegels im Becken in Schließstellung ge-_ bracht wird, und daß in der Pumpensteigleitung (46) eine Kammer vorgesehen ist, die einen Überlauf (57) aufweist, der höher angeordnet ist als die Ausflußöffnung des zum Becken (54) führenden Förderrohres (49). Iri Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 218 051; deutsche .Patentanmeldung V 3212 1 a/ 88 c.