DE102005021390A1 - Rotor for wind-energy installations runs the energy of wind power over flat, adjustable blades with a large surface on arms for transferring this power to a braced mast - Google Patents

Rotor for wind-energy installations runs the energy of wind power over flat, adjustable blades with a large surface on arms for transferring this power to a braced mast Download PDF

Info

Publication number
DE102005021390A1
DE102005021390A1 DE200510021390 DE102005021390A DE102005021390A1 DE 102005021390 A1 DE102005021390 A1 DE 102005021390A1 DE 200510021390 DE200510021390 DE 200510021390 DE 102005021390 A DE102005021390 A DE 102005021390A DE 102005021390 A1 DE102005021390 A1 DE 102005021390A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wind
arms
rotor
generator
center column
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Withdrawn
Application number
DE200510021390
Other languages
German (de)
Inventor
Rudolf Eckart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE200510021390 priority Critical patent/DE102005021390A1/en
Publication of DE102005021390A1 publication Critical patent/DE102005021390A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/062Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067Cyclic movements
    • F03D3/068Cyclic movements mechanically controlled by the rotor structure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/912Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure on a tower
    • F05B2240/9121Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure on a tower on a lattice tower
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00Geometry
    • F05B2250/70Shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/50Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05B2260/503Kinematic linkage, i.e. transmission of position using gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/50Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05B2260/503Kinematic linkage, i.e. transmission of position using gears
    • F05B2260/5032Kinematic linkage, i.e. transmission of position using gears of the bevel or angled type
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/728Onshore wind turbines
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind 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)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Set up so as to rotate around a center column (1), a braced mast with arms (4) transfers energy/power to a generator that converts this energy into electric current. Reinforced as a tube with a concrete core, the center column keeps a rotor in position. The braced mast turns around the center column and its arms support blades (7) adjusted to the wind.

Description

Bei herkömmlichen Rotoranlagen die über Rotorblätter (in Propellerform) betrieben werden, geht sehr viel Energie verloren, die sich durch den Druck gegen die Blätter verliert bis diese seitlich ausweichen und so erst Arbeit leisten. Das gleiche gilt auch bei vielen anderen Varianten der Windenergiegewinnung, wie zum Beispiel von einem Windkarussell das über verstellbare Flügelprofile angetrieben wird, wobei auch nur der schräge Abtrieb als Leistung zur Verfügung steht. Dadurch erreichen heute moderne Propelleranlagen einen Gesamtwirkungsgrad von nur ca. 35% der überstrichenen Fläche.at usual Rotor systems via rotor blades (in Propellerform), a lot of energy is lost, which loses itself by the pressure against the leaves until these laterally Dodge and work first. The same applies to many other variants of wind energy production, such as from a wind carousel that over adjustable sash profiles is driven, whereby only the oblique output as power to disposal stands. As a result, today modern propeller systems achieve a total efficiency of only about 35% of the swept Area.

Zur Windnachführung muss die ganze Last der Gondel mit ihren Rotorblättern und den Generator bewegt werden, diese Last liegt bei größeren Anlagen zwischen 100 und 300 t. Das erfordert einen sehr starken Drehkranz und hohen Kraftaufwand bei der Nachstellung zur Windrichtung, das gleich trifft auf die Blattverstellung zu, bei der enorme Kräfte durch den langen Hebelarm der Rotorblätter auf die Drehkränze auftreffen und diese verstellt werden müssen.to Yaw the whole load of the nacelle has to be moved with its rotor blades and the generator be, this load is larger equipment between 100 and 300 t. That requires a very strong turntable and high force in the adjustment to the wind direction, the equal applies to the blade adjustment, in the enormous forces through the long lever arm of the rotor blades on the turntables and have to be adjusted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Rotoranlage zu erstellen die einfach in der Bauweise ist und dadurch wirtschaftlich arbeitet, die oben genannten Nachteile beseitigt und den Gesamtwirkungsgrad der Rotoranlage wesentlich erhöht.Of the Invention has for its object to create a rotor system which is simple in construction and thus economical, eliminates the above-mentioned disadvantages and the overall efficiency the rotor system significantly increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

  • a) die Rotoranlage erhält eine feststehende Mittelsäule die mit ihrem unteren Stumpf bei bodennahem Betrieb in ein Fundament, oder bei einem Turm in die Turmspitze eingebunden ist. Dazu eignet sich besonders der Turm der unter dem Aktenzeichen 10 2005 014 025.4 beim Deutschen Patent- und Markenamt angemeldet ist.
  • b) an diese Säule werden zwei Drehkränze angebaut, der erste am oberen Ende der Mittelsäule der zweite ungefähr auf halber Höhe, wobei der untere Drehkranz an seinem drehbaren Oberteil mit einem außenliegenden Zahnkranz ausgestattet ist, der über ein Ritzel den Generator antreibt;
  • c) die beiden drehbaren Teile der Drehkränze werden entweder durch ein Rohr, oder durch einen quadratischen Gittermast dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Mittelsäule verbunden, und somit der Gittermast drehbar um die Mittelsäule angeordnet ist;
  • d) dieses Rohr oder vorzugsweise der Gittermast erhält am oberen und unteren Ende je vier Arme die im 90° Raster angeschraubt werden. Die Länge der Arme entspricht mindestens der Breite eines Blattes.
This object is achieved by the following features:
  • a) the rotor system receives a fixed center column which is integrated with its lower stump at ground level operation in a foundation, or in a tower in the spire. Particularly suitable for this purpose is the tower which is registered under the file number 10 2005 014 025.4 at the German Patent and Trademark Office.
  • b) two turntables are mounted on this pillar, the first at the upper end of the center pillar, the second at about half height, the lower turntable being equipped on its rotatable upper part with an external toothed ring which drives the generator via a pinion;
  • c) the two rotatable parts of the turntables are connected either by a pipe, or by a square lattice mast whose inner diameter is greater than the outer diameter of the center column, and thus the lattice mast is rotatably disposed about the center pillar;
  • d) this tube or preferably the lattice mast receives at the top and bottom of each four arms which are screwed in 90 ° grid. The length of the arms is at least the width of a leaf.

Ausführung der Blätter:Execution of the leaves:

Für eine Anlage werden vier Blätter benötigt. Die Blätter können in ihrer Form ein Viereck oder ein Quadrat bilden, das senkrecht in der Mitte eine Welle besitzt, die oben und unten als Achsstummel über das Blatt hinausragen, mit diesen werden die Blätter durch Lager an den äußeren Enden der Arme drehbar befestigt.For a plant become four leaves needed. The leaves can in their shape form a square or a square that is vertical in the middle has a shaft, the top and bottom as stub axle over the Protruding leaves, with these leaves are by bearings at the outer ends the arms are rotatably mounted.

Um aus diesem horizontal drehbaren Haspel mit seinen vier angebauten Blättern Arbeitsleistung zu erhalten, müssen die Blätter ständig zum Wind gestellt werden. Dies erfolgt erfindungsgemäß durch folgende Lösung;Around from this horizontally rotatable reel with its four attached Scroll To get work performance the leaves constantly be put to the wind. This is done according to the invention by the following Solution;

sDie Blätter werden über Kegelräder und Wellen die durch die oberen Arme verlaufen so zum Wind gestellt, dass von der Windrichtung aus gesehen bei Rechtslauf des Rotors das linke Blatt immer im 90° Winkel zum Wind steht und somit 100% der anströmenden Windkräfte in Drehbewegung umsetzt. Das vordere Blatt ist mit 45° nach rechts gedreht und weicht nach links aus, das gegenüberliegende hintere Blatt steht mit 45° entgegengesetzt zum vorderen und weicht nach rechts aus.sThe leaves be over bevel gears and waves that pass through the upper arms are so exposed to the wind, that viewed from the wind direction when clockwise of the rotor the left sheet always at 90 ° angle to the wind and thus 100% of the incoming wind forces in rotary motion implements. The front leaf is turned 45 ° to the right and gives way to the left, the opposite rear blade is opposite to 45 ° front and evades to the right.

Das rechte gegen den Wind laufende Blatt steht parallel zum Wind und leistet ganz geringen Widerstand.The right against the wind running sheet is parallel to the wind and makes very little resistance.

Die Verstellung zum Wind erfolgt entweder über eine Windfahne, die über den Blättern an einer vertikalen Welle und einem daran fest verkeiltem Kegelrad angebracht ist, an dem sich die Blätter ausrichten, oder sie erfolgt über einen Stellmotor der über ein Getriebe das die Welle mit dem Kegelrad in den Wind stellt und in der jeweiligen Stellung festhält.The Adjustment to the wind takes place either over a wind vane, which over the Scroll on a vertical shaft and a bevel wheel firmly wedged to it is attached to align the leaves, or it is done via a Actuator of the over a gear that puts the shaft with the bevel gear in the wind and holds in the respective position.

Bei der ersten Variante ist eine Minderung der Kräfte die bei Sturm auftreten und über die Leistung des Generators hinausgehen nicht möglich, deswegen ist die Windfahne nur für kleinere Anlagen geeignet. Dagegen kann der Betrieb mit einem Stellmotor so gesteuert werden, dass bei Erreichung der Generatorleistung der Rotor etwas aus dem Wind genommen wird und so mit geminderter Kraft weiterlaufen kann.at The first variant is a reduction in the forces that occur during storms and over the power of the generator is not possible, so the wind vane is only for smaller plants suitable. In contrast, the operation with a servomotor be controlled so that when the generator power of the Rotor is slightly taken out of the wind and so with diminished power can continue.

Bei der ganzen Verstellung wird nur das Kegelrad gedreht an dem sich die Blätter auf die neue Richtung ausrichten. Um den Rotor völlig außer Kraft zu setzen reicht es aus, das Kegelrad um eine viertel Umdrehung aus der Windrichtung zu stellen.at the whole adjustment only the bevel gear is turned on the leaves align in the new direction. To completely override the rotor is enough Turn off the bevel gear one-quarter turn from the wind direction to deliver.

Die Verstellung erfordert nur sehr geringen Kraftaufwand und es müssen auch keine großen Lasten bewegt werden.The adjustment requires very little effort and there is no need for large las be moved.

Eine zweite vorteilhafte Lösung der Anlage besteht darin nicht den an der Mittelsäule angebrachten Generator über Zahnkranz, Ritzel und ein Getriebe zu betreiben, sondern einen Ringgenerator auf die Füße und Streben eines Turms horizontal anzuordnen, wobei der Generator- Stator fest mit dem Turm verbunden wird und so ausgebildet ist, dass er zusammen mit den Generator-Rotor gleichzeitig den unteren Drehkranz ersetzt und sich die Anlage mit ihren Armen auf den Rotorteil des Generators aufsetzt. Dadurch wird die Anlage sehr tragfähig und das Knickmoment der Mittelsäule stark vermindert. Das hat den Vorteil, dass sehr große Blätter verwendet werden können was auch zu hoher Leistung führt. Weitere Einzelheiten werden anhand von Zeichnungen, zum Teil in vereinfachter Form noch näher erläutert und auf die Zeichnungen bezug genommen. Die 1 bis 11 zeigen:A second advantageous solution of the system is not to operate the mounted on the center column generator sprocket, pinion and a gearbox, but to arrange a ring generator on the feet and struts of a tower horizontally, the generator stator is firmly connected to the tower and is designed so that it simultaneously replaced with the generator rotor, the lower turntable and the system touches down with her arms on the rotor part of the generator. As a result, the system is very stable and greatly reduces the buckling moment of the center column. This has the advantage that very large leaves can be used, which also leads to high performance. Further details will be explained in more detail with reference to drawings, in part in simplified form and with reference to the drawings. The 1 to 11 demonstrate:

1 die Mittelsäule mit Gittermast und vier angebauten Armen, wegen der besseren Übersicht wurden nur zwei sich gegenüberliegende Armpaare mit den dazugehörigen Blättern dargestellt; 1 the center column with lattice mast and four attached arms, for the sake of clarity, only two opposing pairs of arms were shown with the associated leaves;

2 zu 1 Detail A-B-C mit System der Blattverstellung; 2 to 1 Detail ABC with system of blade adjustment;

3 die unteren Teile des Rotors mit einem Ringgenerator der in horizontaler Lage auf die oberste Etage des Turms aufgebaut ist, der unter dem Aktenzeichen 10 2005 014 025.4 angemeldet ist, wobei der Ringgenerator gleichzeitig als Drehkranz dient; 3 the lower parts of the rotor with a ring generator which is constructed in a horizontal position on the top floor of the tower, which is registered under the file number 10 2005 014 025.4, the ring generator also serves as a turntable;

4 den Querschnitt des Drehkranzes in stark vereinfachter Form; 4 the cross section of the turntable in a greatly simplified form;

5 den Querschnitt der Mittelsäule mit eingebautem Stahlbetonkern; 5 the cross section of the center column with built-in reinforced concrete core;

6 die Ansicht eines Blattes von oben mit Horizontalverspannung und Zwischenstützen; 6 the view of a sheet from above with horizontal bracing and intermediate supports;

7 den Schnitt II-II horizontal durch ein Blatt; 7 the section II-II horizontally through a leaf;

8 die Rotoranlage von oben gesehen mit Windrichtung und Kegelradrichtung in voller Arbeitsstellung: 8th The rotor system seen from above with wind direction and bevel gear direction in full working position:

9 die Rotoranlage wie bei 8 mit 45° aus dem Wind gestelltem Kegelrad und dadurch mit verminderter Leistung; 9 the rotor system as at 8th 45 ° off-set bevel gear and thus with reduced power;

10 die Rotoranlage wie bei 8 und 9 in Ruhestellung mit 90° aus dem Wind gestelltem Kegelrad; 10 the rotor system as at 8th and 9 at rest with bevel gear 90 ° out of the wind;

11 den Schnitt I-I vertikal durch ein Blatt mit Abspannung der Welle und den einzelnen Blattfeldern. 11 the section II vertically through a leaf with relaxation of the wave and the individual leaf fields.

11
MittelsäuleCentral column
2A2A
unterer Drehkranzlower slewing ring
2B2 B
oberer Drehkranzupper slewing ring
33
Gittermastlattice boom
44
Rotorarmerotor arms
5A5A
untere Abspannung der Arme (Stahlseile)lower Bracing the arms (steel cables)
5B5B
obere Abspannung der Arme (Stahlseile)upper Bracing the arms (steel cables)
66
Abspannbock auf dem Gittermast mit Lager für dietrestle on the lattice mast with bearings for the
Verstellwelleadjusting
77
Gesamtblatttotal leaf
88th
Blattwellereed shaft
9A9A
doppeltes U-Profildouble U-profile
9B9B
U-ProfilU-profile
9C9C
U-Profil mit KeilansatzU-profile with wedge approach
1010
Stützen für Seilabspannungen horizontal und vertikalSupports for rope suspensions horizontal and vertical
11A11A
vertikale Wellenabspannungvertical Wellenabspannung
11B11B
horizontale Blattabspannunghorizontal Blattabspannung
1212
Blattfläche (Sandwichelemente mit beidseitiger glatterLeaf surface (sandwich elements with smoother on both sides
Oberfläche)Surface)
1313
Welle zur Windrichtungsverstellungwave for wind direction adjustment
1414
KegelkopfradKegelkopfrad
1515
Kegelräder (14 + 15 = 1:1)Bevel gears (14 + 15 = 1: 1)
1616
Kegelräder an den oberen AußenarmenBevel gears to the upper outer arms
1717
Kegelräder oben an den Blattwellen (16 + 17 = 1:2)Bevel gears above at the leaf waves (16 + 17 = 1: 2)
1818
Wellen zur Blattverstellungwaves for blade adjustment
1919
Lagercamp
2020
WindrichtungsstellmotorWind direction servomotor
2121
Ritzelpinion
2222
Zahnradgear
2323
WindrichtungsfahneWind direction vane
2424
Ringgeneratorring generator
2525
Abstützung zum GittermastSupport for lattice boom
2626
Generator-StatorGenerator stator
2727
Generator-RotorGenerator rotor
2828
Kugelnroll
WRWR
Windrichtungwind direction
KRKR
KegelradrichtungKegelradrichtung
DRDR
Drehrichtungdirection of rotation
2929
Stahlrohrsteel tube
3030
Wendelnhelices
3131
VertikalarmierungVertikalarmierung
3232
Betonkernconcrete core
3333
Achsstummel der Blattwellestub axle the leaf wave

Beschreibung der Rotoranlage mit an der Mittelsäule angebautem Generator (1/2/3 und 5)Description of the rotor system with generator mounted on the center column ( 1 / 2 / 3 and 5 )

Die Mittelsäule (1) besteht aus einem handelsüblichen Stahlrohr (29) das auf die nötige Länge zusammengeschweißt, oder mit angeschweißten Flanschen miteinander verbunden wird. Bei bodennahem Betrieb und kleinen Anlagen reicht es aus, das Stahlrohr in ein Fundament einzubinden und in einer Höhe von angenommen ca. 5 m aufwärts, unterhalb des unteren Drehkranzes (2A) mit schräg nach unten verlaufenden Stahlseilen zu verankern und in vertikaler Stellung zu halten. Diese Variante ist zeichnerisch nicht dargestellt, weil sie nur für kleinere Anlagen zum tragen kommt.The center column ( 1 ) consists of a commercially available steel tube ( 29 ) welded together to the required length, or joined together with welded flanges. For close-to-ground operation and small installations, it is sufficient to embed the steel pipe in a foundation and at a height of about 5 m upward, below the lower turntable ( 2A ) with obliquely downwards running steel cables and keep in vertical position. This variant is not shown in the drawing, because it comes only for smaller systems to bear.

Vorzugsweise wird die Rotoranlage in eine Turmspitze eingebunden, wobei die Mittelsäule (1) nicht wie in 3 dargestellten von einen Ringgenerator in der Mitte des Turms gehalten wird, sondern von Verstrebungen die an den Turmfüßen befestigt sind und den Abschluss des Turms bilden. Da die Einbindung der Mittelsäule für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung ist, wird diese nicht näher erläutert.Preferably, the rotor system is incorporated into a spire, wherein the center column ( 1 ) not as in 3 is held by a ring generator in the middle of the tower, but by struts which are attached to the tower feet and form the conclusion of the tower. Since the integration of the center column for the invention is of minor importance, this will not be explained in detail.

Die Mittelsäule erhält unmittelbar nach der oberen Einspannung ihren ersten Drehkranz (2A) der zweite Drehkranz (2B) ist im Durchmesser etwas kleiner und passt in den Gittermast (3) und bildet gleichzeitig den oberen Abschluss der Mittelsäule.The center column receives immediately after the upper clamping its first turntable ( 2A ) the second turntable ( 2 B ) is slightly smaller in diameter and fits in the lattice mast ( 3 ) and at the same time forms the upper end of the center column.

Da die Mittelsäule (1) aus einem Stahlrohr (29) besteht das an der oberen Einbindung enormen Knickbelastungen ausgesetzt ist, wird in den Hohlraum des Rohres (29) ein Stahlbetonkern eingebaut, der aus horizontal verlaufenden Wendeln (30) (ein zu Ringen gebogenen Baustählen) und vertikal verlaufenden geraden Baustählen (31) zu einem Korb gebunden wird, der in das Rohr (29) eingeschoben und im Abstand zur Innenwand des Rohres (29) befestigt wird. Ist die Mittelsäule (1) aufgestellt, wird der Hohlraum mit Beton (32) vergossen, wodurch im Inneren des Rohres (29) eine Stahlbetonstütze entsteht, die der Mittelsäule (1) eine sehr hohe Tragfähigkeit verleiht.Since the center column ( 1 ) made of a steel tube ( 29 ) is exposed to the upper embedding enormous buckling loads, is in the cavity of the tube ( 29 ) a reinforced concrete core, consisting of horizontally extending coils ( 30 ) (a structural steel bent into rings) and vertical straight structural steels ( 31 ) is bound to a basket which is inserted in the tube ( 29 ) and at a distance to the inner wall of the tube ( 29 ) is attached. Is the center column ( 1 ), the cavity is filled with concrete ( 32 ), whereby inside the tube ( 29 ) a reinforced concrete support is created, the central column ( 1 ) gives a very high load capacity.

Die beiden Unterteile der Drehkränze (2A und 2B) sind fest mit der Mittelsäule (1) verbunden, die beiden oberen Teile werden mit den übergeschobenen Gittermast (3) verschraubt, der somit drehbar um die Mittelsäule (1) gelagert ist.The two lower parts of the slewing rings ( 2A and 2 B ) are fixed to the center column ( 1 ), the two upper parts are connected to the lattice mast ( 3 ), which is thus rotatable about the center column ( 1 ) is stored.

Der quadratische Gittermast (3) erhält an seinem unteren und oberen Ende je vier auskragende Gitterarme (4) angeschraubt, die im Winkel von 90° zueinander stehen.The square lattice mast ( 3 ) receives at its lower and upper end each four cantilevered lattice arms ( 4 ) screwed, which are at an angle of 90 ° to each other.

Die Länge der Gitterarme (4) wird so gewählt, dass sie mindestens der Breite eines Blattes (7) entspricht. Um die Gitterarme (4) möglichst leicht und trotzdem tragfähig zu halten, werden diese mit Stahlseilen (5A und 5B) gegen den Gittermast (3) und seine Spitze (6) abgespannt. Die unteren vier Arme (4) werden mittig mit ca. 45° nach oben führenden Stahlseilen (5A) am Gittermast (3) befestigt.The length of the lattice arms ( 4 ) is chosen so that it is at least the width of a sheet ( 7 ) corresponds. To the lattice arms ( 4 ) are kept as light as possible, yet still stable, with steel cables ( 5A and 5B ) against the lattice mast ( 3 ) and its tip ( 6 ). The lower four arms ( 4 ) are centered with approximately 45 ° upwards leading steel cables ( 5A ) on the lattice mast ( 3 ) attached.

Die oberen vier Arme (4) erhalten ihre Abspannungsverankerung am äußeren Ende der Arme und werden von da aus mit Stahlseilen (5B) an einem konischen Bock (6) der auf dem Gittermast (3) aufgesetzt ist in horizontaler Lage gehalten.The upper four arms ( 4 ) receive their anchoring anchor at the outer end of the arms and are from there with steel cables ( 5B ) on a conical block ( 6 ) on the lattice mast ( 3 ) is placed in a horizontal position.

In den äußeren Enden der unteren Arme (4) ist je ein Lager (19) befestigt, in dem sich die Blattwellen (8) mit ihren unteren Achsstummeln (33) drehen. Die oberen Achsstummeln (33) der Blattwellen (8) führen durch die Lager (19), die in den oberen Armen eingebaut sind hindurch und überragen die Lager (19) soweit, dass auf jedem Wellenstummel (33) ein Kegelrad (17) aufgekeilt und so gesichert wird, dass die halbe Last des Blattes (7) durch den Arm (4) und das Lager (19) getragen wird. Die andere Hälfte der Blattlast wird vom unteren Arm (4) mit seinem Lager (19) übernommen.In the outer ends of the lower arms ( 4 ) is ever a warehouse ( 19 ), in which the leaf waves ( 8th ) with their lower stub axles ( 33 ) rotate. The upper stub axles ( 33 ) of leaf waves ( 8th ) lead through the camps ( 19 ), which are installed in the upper arms and extend beyond the bearings ( 19 ) so far that on each stub shaft ( 33 ) a bevel gear ( 17 ) is wedged and secured so that half the load of the sheet ( 7 ) through the arm ( 4 ) and the warehouse ( 19 ) will be carried. The other half of the blade load is from the lower arm ( 4 ) with his warehouse ( 19 ) accepted.

Der Generator ist in diesem Falle unterhalb des unteren Drehkranzes (2A) an die Mittelsäule (1) fest angebaut und wird über ein Getriebe und einer Welle mit einem Ritzel das fest auf die Welle aufgekeilt ist angetrieben. Die Kraftübertragung von der Rotoranlage erfolgt über den unteren Drehkranz (2A), dessen bewegliches Oberteil an seiner Außenseite mit einem Zahnkranz ausgestattet ist und die Leistung auf das Ritzel überträgt. Der Generator befindet sich somit unterhalb der Rotoranlage und muss nicht mit dieser bewegt werden. Die Stromübertragung erfolgt direkt an der Mittelsäule entlang nach unten ohne Führung über bewegliche Teile.The generator is in this case below the lower turntable ( 2A ) to the center column ( 1 ) and is driven by a gear and a shaft with a pinion that is firmly keyed to the shaft. The power transmission from the rotor system via the lower turntable ( 2A ), whose movable upper part is equipped on its outside with a ring gear and transmits the power to the pinion. The generator is thus below the rotor system and does not need to be moved with this. The power transmission takes place directly at the center column downwards without guidance over moving parts.

Diese Generatoranordnung ist in 1 nur angedeutet und nicht beziffert, da sie nur für kleinere Anlagen in betracht kommt.This generator arrangement is in 1 only hinted at and not quantified, since it only comes into consideration for smaller plants.

Beschreibung eines Blattes (1/6/7 und 11)Description of a sheet ( 1 / 6 / 7 and 11 )

Das Blatt (7) hat die Form einer dünnen flachen Platte, die in der Mitte eine vertikal verlaufende Welle (8) besitzt und deren Achsstummeln beidseitig über das Blatt hinausragen. Die Blattfläche (12) ist aus mehreren Platten zusammengesetzt, die im Kern aus Hartschaumplatten bestehen und beidseitig mit glasfaserverstärktem Epoxidharz beschichtet sind. Die Stärke und Beschichtung wird so gewählt, dass diese Sandwichelemente auf einer Länge von ca. 5 m den Winddruck freitragend standhalten und so Einzelelemente gefertigt werden können die einfach zu transportieren sind und ungefähr die Größe von 5 × 2,5 m besitzen. Aus diesen Elementen können nun Blätter in allen möglichen Größen gebaut werden und das geschieht folgendermaßen. An der Blattwelle (8) werden zu beiden Seiten U Profile (9B) angeschweißt wie in 7 zu sehen ist, unten und oben wird das gleiche Profil (9B) im 90° Winkel angebracht, womit ein auf einer Seite offenes Viereck entsteht. Angenommen das Blatt soll eine Größe von 15 m × 15 m erhalten, dann wird jedes Viereck durch die doppelten U Profile (9A) in drei Felder aufgeteilt. 1 und 11 in die U Profile (9A) und (9B) mit einer Länge von 7,50 m werden je drei Sandwichelemente (12) eingeschoben und durch Montageschaum darin befestigt, dann können die beiden Vierecke durch die Profile (9C) geschossen werden.The leaf ( 7 ) has the form of a thin flat plate, which in the middle of a vertical shaft ( 8th ) and their stub axles protrude on both sides of the sheet. The leaf area ( 12 ) is composed of several plates, which consist in the core of hard foam boards and coated on both sides with glass fiber reinforced epoxy resin. The thickness and coating is chosen so that these sandwich elements can withstand the wind pressure over a length of approx. 5 m and so individual components can be manufactured that are easy to transport and are approximately 5 x 2.5 m in size. From these elements leaves of all sizes can be built and this happens as follows. At the leaf wave ( 8th ) U profiles (on both sides) 9B welded as in 7 can be seen, below and above is the same profile ( 9B ) at a 90 ° angle, creating a square open on one side. Assuming that the sheet is to be 15 m × 15 m in size, then each square will be replaced by the double U profiles ( 9A ) divided into three fields. 1 and 11 into the U profiles ( 9A ) and ( 9B ) with a length of 7.50 m, each three sandwich elements ( 12 ) and fixed by mounting foam in it, then the two squares through the profiles ( 9C ) are shot.

Die Profile (9C) werden mit einem Keilansatz versehen, um beim Lauf gegen den Wind möglichst wenig Angriffsfläche zu bieten. An die Blattwelle (8) sind an den Kreuzungspunkten mit den doppelten U Profilen (9A) Stützen (10) angebaut über die einmal in vertikaler Richtung und einmal in horizontaler Richtung Stahlseile (11A und 11B) gespannt werden, wobei die vertikal gespannten Seile (11A) der Blattwelle (8) ihre nötige Tragfähigkeit verleihen. Die horizontale Verspannung (11B) 6 und 7 erfolgt über zwei weitere Stützen (10) die an den doppelten U Profilen (9A) angebracht sind und diesen den nötigen Halt geben. Durch diese Verspannungen können Wellen (8) und U Profile (9A und 9C) der Blätter leicht gehalten werden und trotzdem eine hohe Tragfähigkeit erreichen. Eine weitere Möglichkeit um große Blattflächen zu errichten besteht darin, mehrere Blätter übereinander anzuordnen und dies durch Zwischenarme, die zwischen den Unter- und Oberarmen (4) am verlängerten Gittermast (3) angebracht sind, getrennt voneinander zu halten. Verbunden werden nur die übereinander stehenden Blattwellen (8) damit eine gemeinsame Blattverstellung erfolgt.The profiles ( 9C ) are provided with a wedge approach to provide as little attack surface when running against the wind. To the leaf wave ( 8th ) are at the crossing points with the double U profiles ( 9A ) Support ( 10 ) grown on the once in the vertical direction and once in the horizontal direction steel cables ( 11A and 11B ), whereby the vertically tensioned cables ( 11A ) of the leaf wave ( 8th ) give their necessary carrying capacity. The horizontal tension ( 11B ) 6 and 7 takes place via two further supports ( 10 ) at the double U profiles ( 9A ) are attached and give them the necessary support. These tensions can cause waves ( 8th ) and U profiles ( 9A and 9C ) of the leaves are kept light and still achieve a high load capacity. Another way to build large leaf surfaces is to arrange several sheets on top of each other and this by intermediate arms between the lower and upper arms ( 4 ) on the extended lattice mast ( 3 ) are kept separate from each other. Only the stacked leaf waves are connected ( 8th ) so that a common blade adjustment takes place.

Beschreibung der Blattverstellung (1/2 und 8)Description of the blade adjustment ( 1 / 2 and 8th )

Die Blattverstellung erfolgt erfindungsgemäß über die Welle (13) mit einem darauf festgekeiltem Kegelrad (14) 2 Detail A, die Welle (13) ist durch Lager (19) einmal auf der Mittelsäule (1) und einmal im oberen Rahmen des Abspannbocks (6) beweglich gelagert. Die Welle (13) mit dem festsitzenden Kegelrad (14) wird entweder von der Windfahne (23) oder vom Stellmotor (20) der über ein Getriebe (das auf 2 als Ritzel (21) und Zahnrad (22) dargestellt ist) auf die Welle einwirkt, in Windrichtung gestellt und festgehalten. Der Stellmotor (20) ist fest mit der Mittelsäule (1) verbunden. Durch die oberen Arme (4) und den Gittermast (3) verläuft je Arm (4) eine Welle (18) die durch Lager (19) drehbar gelagert ist und auf deren inneren Ende je ein Kegelrad (15) der gleichen Größe wie Kegelrad (14) aufgekeilt ist.The blade adjustment according to the invention via the shaft ( 13 ) with a beveled beveled wheel ( 14 ) 2 Detail A, the wave ( 13 ) is by warehouse ( 19 ) once on the center column ( 1 ) and once in the upper frame of the guy trestle ( 6 ) movably mounted. The wave ( 13 ) with the fixed bevel gear ( 14 ) is either from the wind vane ( 23 ) or the servomotor ( 20 ) of a gear (the on 2 as a pinion ( 21 ) and gear ( 22 ) is shown acting on the shaft, placed in the wind direction and held. The servomotor ( 20 ) is fixed to the center column ( 1 ) connected. Through the upper arms ( 4 ) and the lattice mast ( 3 ) runs per arm ( 4 ) a wave ( 18 ) by bearings ( 19 ) is rotatably mounted and on the inner end depending a bevel gear ( 15 ) of the same size as bevel gear ( 14 ) is keyed.

Diese vier Kegelräder (15) greifen unter das Kegelrad (14) und werden durch Rechtsdrehung des Gittermastes (3) mit seinen Armen (4) am feststehenden Kegelrad (14) nach links gedreht. Die Linksdrehung wird über die Wellen (18) auf die Kegelräder (16 und 17) übertragen und über die Blattwelle (8) die Blattverstellung vollzogen 2 Detail B. Durch die Untersetzung der Kegelräder (16 und 17) vollbringen die Blätter (7) nur eine halbe Umdrehung nach links während sich der Rotor um eine ganze Umdrehung nach rechts dreht. In 8 ist die Wirkungsweise der Rotoranlage bei voller Leistung dargestellt. Von der Windrichtung (WR) aus gesehen steht das linke Blatt (7) mit 90° voll zum Wind und gibt dessen Kraft zu 100% an den Unter- und Oberarm (4) weiter, während sich die Arme (4) um 90° nach rechts drehen, muss bei den Blättern (7) eine Linksdrehung um 45° erfolgen, das geschieht durch die Untersetzung der Kegelräder (16 und 17). Die Untersetzung ist 1:2 wie vorher schon erwähnt und bewirkt folgendes: das hintere Blatt (7) steht mit 45° zum Wind und drückt die Arme nach rechts ab, das fordere Blatt (7) steht in umgekehrter Richtung auch mit 45° zum Wind und drückt die Arme nach links ab, das rechte Blatt (7) läuft mit 0° gegen den Wind und verursacht nur einen geringen Widerstand. Während bei Propelleranlage zum Beispiel bei 114 m Rotordurchmesser und einer Drehzahl von 13 U/min die Blattspitzen mit einer Geschwindigkeit von 280 km/h die Luft durchschneiden müssen, tauchen die oben beschriebenen Blätter (7) in ihren eigenen Windschatten ein und bewegen sich langsam, geräuschlos und ohne große Fliehkraft um die Mittelsäule (1), und setzen fast die ganze Kraft des Windes in Energie um. Die Blattstellung wird bei der Montage der Anlage einmal auf die oben beschriebene Stellung eingestellt und bleibt dann immer so erhalten. Die Kegelräder sind in den Zeichnungen zur besseren Übersicht offen dargestellt, werden aber in Anlagen in Gehäuse eingebaut und laufen im Öllbad.These four bevel gears ( 15 ) reach under the bevel gear ( 14 ) and by turning the lattice mast ( 3 ) with his arms ( 4 ) on the fixed bevel gear ( 14 ) turned to the left. The left turn is over the waves ( 18 ) on the bevel gears ( 16 and 17 ) and over the leaf wave ( 8th ) completed the blade adjustment 2 Detail B. By reducing the bevel gears ( 16 and 17 ) accomplish the leaves ( 7 ) only half a turn to the left while the rotor turns one full turn to the right. In 8th the mode of operation of the rotor system is shown at full power. Seen from the wind direction (WR), the left-hand leaf ( 7 ) with 90 ° full to the wind and gives its strength 100% to the lower and upper arm ( 4 ), while the arms ( 4 ) by 90 ° to the right, must at the leaves ( 7 ) a 45 ° turn to the left, this is done by the reduction of the bevel gears ( 16 and 17 ). The reduction is 1: 2 as mentioned before and causes the following: the back sheet ( 7 ) stands at 45 ° to the wind and pushes his arms to the right, the demanding sheet ( 7 ) stands in the opposite direction also at 45 ° to the wind and pushes the arms to the left, the right hand sheet ( 7 ) runs with 0 ° against the wind and causes only a small resistance. For example, with a propeller system with a rotor diameter of 114 m and a speed of 13 rpm, the blade tips must cut through the air at a speed of 280 km / h. 7 ) in their own slipstream and move slowly, noiselessly and without much centrifugal force around the center column ( 1 ), and convert almost all the power of the wind into energy. The blade position is set once during installation of the system to the position described above and then always remains so. The bevel gears are shown open in the drawings for clarity, but are installed in systems in housing and run in Öllbad.

Beschreibung der Rotorverstellung nach 9 und 10 Description of the rotor adjustment according to 9 and 10

Um bei hohen Windgeschwindigkeiten oder Sturm den Generator nicht in überhöhte Drehzahlen zu versetzen, ist es erforderlich den Rotor mit verminderter Kraft zu betreiben. Das erfolgt über den gleichen Verstellmotor (20) der die Blätter verstellt und so programmiert wird, dass er bis zur Erreichung der Höchstlast über den Windrichtungsmesser gesteuert wird. Ist die Höchstlast erreicht, wird die Steuerung vom Windrichtungsmesser auf die Steuerung über den Drehzahlmesser umgeschaltet und dann drehzahlabhängig weiterbetrieben, bis die Höchstlast wieder unterschritten wird und die Umschaltung in umgekehrter Folge stattfindet.In order not to put the generator in excessive speeds at high wind speeds or storm, it is necessary to operate the rotor with reduced power. This is done via the same adjusting motor ( 20 ) which adjusts the blades and is programmed to be controlled to reach the maximum load via the wind direction meter. When the maximum load is reached, the controller is switched from the wind direction gauge to the controller via the tachometer and then operated depending on the speed, until the maximum load is exceeded again and the switch takes place in reverse order.

Die Leistungsminderung wird damit erreicht, dass der Stellmotor das Kegelrad (14) aus seiner Grundstellung zum Wind nach rechts dreht, in 9 ist das Kegelrad (14) um 45° nach rechts verstellt und die Blattstellung steht so zum Wind, dass das rechte gegenläufige Blatt (7) einen Gegendruck aufbaut und so die Kraft des Rotors mindert. Die Verstellung kann soweit erfolgen bis der Rotor zum Stillstand kommt und das geschieht schon nach einer Verstellung des Kegelrads (14) um 90° wie es die 10 zeigt, dabei treffen die Windkräfte wohl auf die Blätter auf, führen aber zu keinerlei Drehbewegung mehr.The power reduction is achieved in that the servomotor the bevel gear ( 14 ) from his Basic position to the wind turns to the right, in 9 is the bevel gear ( 14 ) is shifted by 45 ° to the right and the position of the leaves is so to the wind, that the right opposite leaf ( 7 ) builds up a back pressure and thus reduces the force of the rotor. The adjustment can take place until the rotor comes to a standstill and this happens already after an adjustment of the bevel gear ( 14 ) by 90 ° like the 10 shows, while the wind forces probably hit the leaves, but lead to no more rotational movement.

Die Verstellung wird so gesteuert, dass sich die Kraft des Rotors dem Kraftanspruch des Generators anpasst und bei hohen Windgeschwindigkeiten der Rotor immer weiterläuft, denn eine Ruhestellung bei Sturm führt zu den höchsten Belastungen, die Blätter, Rotor und Turm aushalten müssen. Die Kraftminderung des Rotors ist nur mit dem Stellmotor (20) möglich, nicht mit einer Windfahne.The adjustment is controlled so that the power of the rotor adapts to the power demand of the generator and at high wind speeds, the rotor continues to run, because a resting position in a storm leads to the highest loads that must endure leaves, rotor and tower. The power reduction of the rotor is only possible with the servomotor ( 20 ) possible, not with a wind vane.

Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels (3 und 4)Description of a second embodiment ( 3 and 4 )

Bei dieser Ausführung kommt ein Ringgenerator (24) zum Einsatz der so ausgebildet ist, dass er gleichzeitig die Funktion des unteren Drehkranzes übernimmt. Das bedeutet, dass der Generator-Stator (26) horizontal auf die letzte Etage der Turmfüße und Streben aufgebaut ist und eine Kreisbahn in den Stator- und Rotorteil eingefräst ist, in der Kugeln (28) laufen und den Generator-Rotor (27) tragen. Das Gleiche kann auch mit Rollenlager gebaut werden. Auf den Generator-Rotor (27) legen sich die Arme (4) auf, die an diesen Auflagerstellen verstärkt werden und mit schräg nach oben laufenden Stützen (25) den Gittermast (3) tragen. Alle anderen Komponenten sind mit denen des ersten Ausführungsbeispiels gleich. Die Ausführung mit einem Ringgenerator (24) ist für große Anlagen sehr vorteilhaft, da die Mittelsäule (1) stark entlastet wird und ein exakter Lauf des Generator-Rotor gewährleistet ist. Zum horizontalen Aufbau des Ringgenerators (24) eignet sich der Turm der unter dem Aktenzeichen 10 2005 014 025.4 angemeldet ist besonders gut, weil die Fußstellung der letzten Etage an die Größe des Ringgenerators (24) angepasst werden kann.In this embodiment, a ring generator ( 24 ) is used so that it simultaneously assumes the function of the lower turntable. This means that the generator stator ( 26 ) is built horizontally on the last floor of the tower feet and struts and a circular path is milled into the stator and rotor part, in the balls ( 28 ) and the generator rotor ( 27 ) wear. The same can also be built with roller bearings. On the generator rotor ( 27 ) put your arms ( 4 ), which are reinforced at these bearing points and with obliquely upwardly extending supports ( 25 ) the lattice mast ( 3 ) wear. All other components are the same as those of the first embodiment. The version with a ring generator ( 24 ) is very advantageous for large plants, since the center column ( 1 ) is greatly relieved and an exact run of the generator rotor is guaranteed. For the horizontal construction of the ring generator ( 24 ) is the tower of under the file number 10 2005 014 025.4 registered is particularly good, because the foot position of the last floor to the size of the ring generator ( 24 ) can be adjusted.

Vorteile der beschriebenen RotoranlageAdvantages of the described rotor system

Mit den beschriebenen Lösungen lassen sich Windkraftanlagen erstellen, die bei hoher Windausnutzung und damit hoher Leistung sehr leicht in ihrer Bauart sind, sehr wenig Fliehkraft entwickeln, wenig bewegliche Bauteile haben und dadurch wartungsarm und wenig reparaturanfällig sind, die größten Lasten auf den Turm ruhen und nicht bewegt werden müssen, sehr geräuscharm laufen da kein Windanschlag am Turm erfolgt, keine Gondel benötigen über die hohe Lasten bewegt werden müssen, einfache Blatt- und Rotorverstellung über nur einen Stellmotor, einfache Blattbauweise, keine Hebelkräfte der Blätter die auf Drehkränze einwirken, weil jedes Blatt über die Blattwelle und Arme zweimal gehalten wird, kostengünstig zu erstellen sind und dadurch wirtschaftlich arbeiten und mit anderen Energieträgern standhalten können.With the solutions described Wind turbines can be created in high wind utilization and thus high performance are very light in their design, very develop little centrifugal force, have few moving parts and As a result, low maintenance and little prone to repair, the largest loads rest on the tower and do not need to be moved, very quiet run since there is no wind stop on the tower, no gondola need over the high loads have to be moved, simple blade and rotor adjustment via just one servomotor, simple Leaf construction, no leverage the leaves on turntables act because every leaf over the reed shaft and arms held twice, cost-effective too create and thereby work economically and with others fuels can withstand.

Durch die horizontale Drehung und die Blattanordnung in einer gleichen Höhe machen sich Luftströmungen in unterschiedlichen Höhen kaum bemerkbar und durch den kurzen Verstellweg lässt sich die Anlage sehr schnell auf die Windverhältnisse einstellen.By the horizontal rotation and the blade assembly in a same Make height air currents at different heights barely noticeable and by the short adjustment can be the Set the system very quickly to the wind conditions.

Claims (12)

Rotoraufbau für Windenergieanlagen in horizontaler Arbeitsweise und zum Wind verstellbaren vier Blättern, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) ein Gittermast (3) ist durch einen unteren Drehkranz (2A) und einen oberen Drehkranz (2B) drehbar um die Mittelsäule (1) gelagert; b) am Gittermast (3) sind unten und oben je vier Arme (4) angebaut c) an den äußeren Enden der Arme (4) sind Lager (19) angebracht, mit denen die Wellen (8) drehbar gehalten werden; d) an den Wellen (8) befinden sich U Profile in die beschichtete Hartschaumplatten eingeschoben sind und so das Blatt (7) bilden; e) die Blätter (7) werden über Wellen (13 und 18) und Kegelräder (14/15/16 und 17) in den Wind gestellt, oder bei Sturm aus den Wind genommen.Rotor structure for wind turbines in horizontal operation and wind adjustable four blades, characterized by the combination of the following features: a) a lattice mast ( 3 ) is by a lower turntable ( 2A ) and a top turntable ( 2 B ) rotatable about the center column ( 1 ) stored; b) on the lattice mast ( 3 ) are below and above four arms ( 4 ) c) at the outer ends of the arms ( 4 ) are bearings ( 19 ), with which the shafts ( 8th ) are rotatably supported; d) on the waves ( 8th ) are U profiles are inserted into the coated foam boards and so the sheet ( 7 ) form; e) the leaves ( 7 ) are over waves ( 13 and 18 ) and bevel gears ( 14 / 15 / 16 and 17 ) put in the wind, or taken out of the wind in a storm. Rotoraufbau nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelsäule (1) aus einem Stahlrohr (29) besteht, in dem zur Verstärkung im Hohlraum des Rohres ein Betonkern (32) mit seiner Armierung 30 und 31 eingebaut ist.Rotor assembly according to claim 1, characterized in that the center column ( 1 ) made of a steel tube ( 29 ), in which for reinforcing in the cavity of the tube a concrete core ( 32 ) with its reinforcement 30 and 31 is installed. Rotoraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der Mittelsäule (1) ein unterer Drehkranz (2A) und ein oberer Drehkranz (2B) befindet und an den oberen beweglichen Teilen der Drehkränze vorzugsweise ein Gittermast (3) befestigt ist, der sich um die Mittelsäule (1) dreht.Rotor structure according to one of the preceding claims, characterized in that at the center column ( 1 ) a lower turntable ( 2A ) and an upper turntable ( 2 B ) and at the upper moving parts of the turntables preferably a lattice mast ( 3 ), which surrounds the center column ( 1 ) turns. Rotoraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gittermast (3) Gitterarme (4) im 90° Winkel angeschraubt sind, jeweils vier unten und vier oben und dass sich an den äußeren Enden der oberen Arme (4) je zwei Lager (19) befinden, in denen zum einen die Welle (18) und zum zweiten die Blattwelle (8) gelagert ist und die unteren Arme (4) nur ein Lager (19) besitzen in dem die Blattwelle (8) unten gehalten ist.Rotor structure according to one of the preceding claims, characterized in that on the lattice mast ( 3 ) Lattice arms ( 4 ) are screwed at an angle of 90 °, four at the bottom and four at the top, and that at the outer ends of the upper arms ( 4 ) two bearings each ( 19 ), in which, on the one hand, the shaft ( 18 ) and second, the leaf wave ( 8th ) and the lower arms ( 4 ) only one warehouse ( 19 ) in which the leaf wave ( 8th ) is held down. Rotoraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Gittermast (3) ein konischer Bock (6) sitzt, an dem Stahlseile (5B) befestigt sind, die mit den äußeren Enden der Arme (4) verbunden sind und diese in horizontaler Lage halten und dass die unteren vier Arme (4) ihre Verankerung auf halber Länge der Arme haben und mit Stahlseilen (5A) unter 45° am Gittermast (3) in gleicher Stellung befestigt sind.Rotor structure according to one of the preceding Claims, characterized in that on the lattice mast ( 3 ) a conical goat ( 6 ), on the steel cables ( 5B ) are attached to the outer ends of the arms ( 4 ) and keep them in a horizontal position and that the lower four arms ( 4 ) have their anchorage halfway along the arms and with steel cables ( 5A ) at 45 ° on the lattice mast ( 3 ) are fastened in the same position. Rotoraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen einen Ober- und Unterarm (4) ein drehbares Blatt (7) eingebaut ist, das aus einer Welle (8) besteht, an der zu beiden Seiten U Profile (9A/9B und 9C) befestigt sind, die Viereckfelder bilden, in die beidseitig mit glasfaserverstärktem Epoxidharz beschichtete Hartschaumplatten (12) eingeschoben sind und die Blätter (7) zur besseren Tragfähigkeit horizontal und vertikal mit Stahlseilen (11A und 11B) über Stützen (10) verspannt sind.Rotor assembly according to one of the preceding claims, characterized in that between each upper and lower arm ( 4 ) a rotatable blade ( 7 ), which consists of a shaft ( 8th ) on both sides U profiles ( 9A / 9B and 9C ), which form quadrilateral fields, into the hard foam panels coated on both sides with glass-fiber-reinforced epoxy resin ( 12 ) are inserted and the leaves ( 7 ) for better carrying capacity horizontally and vertically with steel cables ( 11A and 11B ) via supports ( 10 ) are braced. Rotoraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Blattflächenvergrößerung die Mittelsäule (3) verlängert wird und Zwischenarme eingebaut werden um mehrere Blätter (7) übereinander anzuordnen.Rotor structure according to one of the preceding claims, characterized in that for leaf area enlargement the center column ( 3 ) and intermediate arms are installed around several sheets ( 7 ) to be arranged one above the other. Rotoraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der Blätter (7) durch eine Windfahne (23) erfolgt, die über die Welle (13) das Kegelrad (14) immer in gleicher Stellung zum Wind hält und an dem sich die Blätter (7) über die Kegelräder (15) die Welle (18) und die Kegelräder (16 und 17) in die vorgegebene Stellung zum Wind ausrichten.Rotor assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the adjustment of the leaves ( 7 ) by a wind vane ( 23 ), which passes over the shaft ( 13 ) the bevel gear ( 14 ) always holds in the same position to the wind and on which the leaves ( 7 ) via the bevel gears ( 15 ) the wave ( 18 ) and the bevel gears ( 16 and 17 ) in the specified position to the wind. Rotoraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattverstellung über einen fest mit der Mittelsäule (1) verbundenen Stellmotor (20) über das gleiche System wie in Anspruch 7 ohne Windfahne erfolgt und der Stellmotor (20) so gesteuert wird, dass er die Blätter (7) bis zur Erreichung der Höchstlast des Generators über die Windrichtung (WR) verstellt und darüber hinaus drehzahlabhängig die Blätter (7) zur Kraftminderung aus dem Wind nimmt, oder in umgekehrter Reihenfolge bei nachlassendem Wind.Rotor structure according to one of the preceding claims, characterized in that the blade adjustment via a fixed to the center column ( 1 ) connected servomotor ( 20 ) via the same system as in claim 7 without wind vane takes place and the servomotor ( 20 ) is controlled so that it leaves ( 7 ) adjusted to the maximum load of the generator on the wind direction (WR) and beyond speed-dependent leaves ( 7 ) takes to the force reduction from the wind, or in reverse order with decreasing wind. Rotoraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Mittelsäule (1) unterhalb des unteren Drehkranzes (2A) der Generator angebaut ist und die Kraft des Rotors über einen Zahnkranz am Oberteil des Drehkranzes (2A) auf den Generator übertragen wird.Rotor structure according to one of the preceding claims, characterized in that on the center column ( 1 ) below the lower turntable ( 2A ) the generator is mounted and the force of the rotor via a sprocket at the top of the turntable ( 2A ) is transmitted to the generator. Rotoraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ringgenerator (24) den Abschluss der obersten Etage des Turms bildet und so gestaltet ist, dass er durch seinen Generator-Stator (26) – und den Generator-Rotorteil (27) mit eingebauter Lagerung (28) den unteren Drehkranz (2A) ersetzt.Rotor structure according to one of the preceding claims, characterized in that a ring generator ( 24 ) forms the conclusion of the top floor of the tower and is designed so that it by its generator stator ( 26 ) - and the generator rotor part ( 27 ) with built-in storage ( 28 ) the lower turntable ( 2A ) replaced. Rotoraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die unteren Arme (4) auf den Generator-Rotorteil (27) des Ringgenerators auflegen und durch Schrägstützen (25) den Gittermast (3) tragen.Rotor assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the lower arms ( 4 ) on the generator rotor part ( 27 ) of the ring generator and by diagonal supports ( 25 ) the lattice mast ( 3 ) wear.
DE200510021390 2005-05-10 2005-05-10 Rotor for wind-energy installations runs the energy of wind power over flat, adjustable blades with a large surface on arms for transferring this power to a braced mast Withdrawn DE102005021390A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510021390 DE102005021390A1 (en) 2005-05-10 2005-05-10 Rotor for wind-energy installations runs the energy of wind power over flat, adjustable blades with a large surface on arms for transferring this power to a braced mast

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510021390 DE102005021390A1 (en) 2005-05-10 2005-05-10 Rotor for wind-energy installations runs the energy of wind power over flat, adjustable blades with a large surface on arms for transferring this power to a braced mast

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005021390A1 true DE102005021390A1 (en) 2006-11-16

Family

ID=37295227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510021390 Withdrawn DE102005021390A1 (en) 2005-05-10 2005-05-10 Rotor for wind-energy installations runs the energy of wind power over flat, adjustable blades with a large surface on arms for transferring this power to a braced mast

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005021390A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008043705A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-20 Althaus, Wolfgang, Dr. Ing. Method for converting flow energy of fluid, involves driving rotor of turbo engine by fluid, where rotating rotor performs flow energy-proportional mechanical work
CN103133248A (en) * 2011-12-01 2013-06-05 刘守熙 Method for power generation by means of electricity
CN103742369A (en) * 2014-01-21 2014-04-23 王秀祥 Forced wind power generation technology
WO2017089047A1 (en) 2015-11-25 2017-06-01 Groschopp Ag Drives & More Vertical axis wind turbine
AT518467A1 (en) * 2016-01-07 2017-10-15 Gruber Alois Wind turbine
WO2019046868A1 (en) 2017-09-11 2019-03-14 Alois Gruber Wind turbine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE5939C (en) * A. BOHLKEN, Baumeister, in Varel a. d. Jade Horizontal wind turbine with rotating blades
US1445367A (en) * 1919-04-10 1923-02-13 Frank A Stirtan Wind wheel
DE907398C (en) * 1951-10-07 1954-03-25 Ventimotor Windkraftanlagen G Wind power plant with blades rotating around vertical axes and performing a swinging movement
DE3026649A1 (en) * 1980-07-14 1982-02-04 Artur Ing.(grad.) 3257 Springe Licht Horizontal wind-driven rotor - maintains favourable wind wings and rotor axis ratio by using laminated wing structure
DE4004685A1 (en) * 1989-05-30 1990-12-06 Ag Chem Equipment Co Boom flow control mechanism for pneumatic spreaders - has mechanism to interrupt flow of particulate material from preselected booms without clogging system
DE19715373A1 (en) * 1997-04-14 1998-10-15 Wolfgang Kuester Rotor driven by continuous flow of gas or liquid
WO2003098036A1 (en) * 2002-05-21 2003-11-27 Hasim Vatandas Orbital-rotating turbine and propeller

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE5939C (en) * A. BOHLKEN, Baumeister, in Varel a. d. Jade Horizontal wind turbine with rotating blades
US1445367A (en) * 1919-04-10 1923-02-13 Frank A Stirtan Wind wheel
DE907398C (en) * 1951-10-07 1954-03-25 Ventimotor Windkraftanlagen G Wind power plant with blades rotating around vertical axes and performing a swinging movement
DE3026649A1 (en) * 1980-07-14 1982-02-04 Artur Ing.(grad.) 3257 Springe Licht Horizontal wind-driven rotor - maintains favourable wind wings and rotor axis ratio by using laminated wing structure
DE4004685A1 (en) * 1989-05-30 1990-12-06 Ag Chem Equipment Co Boom flow control mechanism for pneumatic spreaders - has mechanism to interrupt flow of particulate material from preselected booms without clogging system
DE19715373A1 (en) * 1997-04-14 1998-10-15 Wolfgang Kuester Rotor driven by continuous flow of gas or liquid
WO2003098036A1 (en) * 2002-05-21 2003-11-27 Hasim Vatandas Orbital-rotating turbine and propeller

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008043705A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-20 Althaus, Wolfgang, Dr. Ing. Method for converting flow energy of fluid, involves driving rotor of turbo engine by fluid, where rotating rotor performs flow energy-proportional mechanical work
DE102008043705B4 (en) * 2008-11-13 2012-05-16 Wolfgang Althaus Method and flow engine for converting flow energy of a fluid
CN103133248A (en) * 2011-12-01 2013-06-05 刘守熙 Method for power generation by means of electricity
CN103742369A (en) * 2014-01-21 2014-04-23 王秀祥 Forced wind power generation technology
WO2017089047A1 (en) 2015-11-25 2017-06-01 Groschopp Ag Drives & More Vertical axis wind turbine
AT518467A1 (en) * 2016-01-07 2017-10-15 Gruber Alois Wind turbine
AT518467B1 (en) * 2016-01-07 2017-12-15 Gruber Alois Wind turbine
WO2019046868A1 (en) 2017-09-11 2019-03-14 Alois Gruber Wind turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012020052B3 (en) Wind turbine installed in offshore, has tower which is rotatably arranged by vertical pivoting extension arms, so that height adjustment of rotors is performed, and outer ring is rotated with horizontal arms
DE10119428A1 (en) Base frame for arranging the shaft of the rotor of a wind turbine on its tower
EP2031245A2 (en) Wind turbine blade and wind turbine
WO2007118462A1 (en) Apparatus for use of flow energy
WO2005100785A1 (en) Flow-controlled windmill comprising wind-dependent blade orientation
EP3464882A1 (en) Floating wind turbine having a plurality of energy conversion units
EP0801711B1 (en) Wind turbine with a darrieus h-rotor
WO2007121904A1 (en) Sail for the rotor of a wind generation facility
DE102005021390A1 (en) Rotor for wind-energy installations runs the energy of wind power over flat, adjustable blades with a large surface on arms for transferring this power to a braced mast
EP2140136B1 (en) Wind power plant
WO2001057397A1 (en) Wind power facility for roofs for generating energy
DE202010016013U1 (en) Wind direction-independent wind turbine with vertical rotor, multi-row inlet design and droplet-shaped profiled rotor blades
WO2013167652A1 (en) Wind turbine with a horizontal rotor shaft and with a rotatable tower
EP3677771A1 (en) Vertical wind turbine
DE102009007812B4 (en) Wind turbine with wind-slip profiling
EP2048358A1 (en) Wind power plant buktukov-3
EP2065594A1 (en) Wind power plant
DE19847965C1 (en) Wind-powered unit with a flexible construction according to the Savonius rotor principle operates two or more vanes from a flexible material as a rotor along with a generator fitted between the rotor's top and bottom rotating faces.
DE3501807A1 (en) Fluid-flow engine for obtaining energy
DE102009060895A1 (en) Wind turbine with a first rotor
DE102005014026A1 (en) Rotor arrangement for wind energy unit comprises rotor blade shaft on which an adjustable rotor blade is mounted and has bearing linked to hub to which rim is fixed via spokes
DE102010052947B4 (en) Wind direction-independent wind turbine with vertical rotor, multi-row inlet surface construction and drop-shaped profiled rotor blades
DE3844378A1 (en) Electric wind power installation and method for producing it
DE19841517A1 (en) Wind-driven energy system for generating power has vanes fitted to endless belt to capture wind during all parts of cycle
DE202020000307U1 (en) Vertical wind turbine

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8122 Nonbinding interest in granting licenses declared
8130 Withdrawal