DE19954429A1 - Wind turbine for generating electrical output has rotors mounted on carriers that are in sections - Google Patents

Wind turbine for generating electrical output has rotors mounted on carriers that are in sections

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Abstract

The wind energy recovery system has a mast with three rotors (2,3,4) that are supported on radial arms (5) each support arm is built as a number of linked sections that can be used to change the set up depending on wind conditions. The rotor blades are hinged (10,11,12)onto the carrier.

Description

Die Erfindung betrifft ein Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a wind turbine for generating electrical energy Wind energy according to the preamble of claim 1.

Durch die in den vergangenen Jahren ständig gestiegenen Kosten für Elektroenergie, Erdöl, Gas und andere Energieträger aus fossilen Brennstoffen sowie infolge der erkennbar knapper werdenden Ressourcen wird die Suche nach alternativen Formen der Energiegewinnung zu einem zukunftsträchtigen und wirtschaftlich bedeutenden Energiezweig. Dabei spielt die Nutzung regenerativer Energien wie Solarenergie, Windenergie oder Wasserenergie bei der Elektroenergieerzeugung eine ständig wachsende Rolle. Dementsprechend sind diverse Ausführungen an Windrädern zur Erzeugung elektrischer Energie bekannt und bereits im Einsatz. Die am häufigsten anzutreffende Bauvariante besteht aus einem Mast und einem am oberen Ende des Mastes befestigten Generatorblock, auf dessen annähernd horizontal angeordneter Rotorwelle zumeist drei propellerartige Flügel befestigt sind. Die Flügel rotieren in einer gemeinsamen, etwa vertikalen Ebene und werden bei einigen Ausführungen ausgerichtet, sodaß sie dem Wind entgegen stehen. Diese Ausführungen weisen jedoch zum Teil noch erhebliche Mängel bezüglich ihres Wirkungsgrades auf. Due to the steadily increasing costs for electrical energy in the past years, Petroleum, gas and other energy sources from fossil fuels and as a result of The search for alternative forms is becoming increasingly scarce of energy generation to a promising and economically significant Energy branch. The use of regenerative energies such as solar energy, Wind energy or water energy in electrical power generation one constantly growing role. Accordingly, various versions of wind turbines are available Generation of electrical energy known and already in use. The most common construction variant to be found consists of a mast and one at the upper end of the Mast fixed generator block, on the approximately horizontally arranged Rotor shaft usually three propeller-like blades are attached. The wings rotate in a common, approximately vertical level and are used in some versions aligned so that they face the wind. However, these statements point some still have significant shortcomings with regard to their efficiency.  

Aus der DE 195 17 856 A1 ist ein Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie bekannt, das einen Mast aufweist, an dem wenigstens zwei Rotoren drehbar gelagert sind, wobei jeder der Rotoren mindestens zwei zum Mast radial verlaufende Trägerarme aufweist, an denen mehrere Windflügel um zum Mast parallele Flügelachsen herum schwenkbar befestigt sind. Die Trägerarme dienen bei der Ausführung gemäß DE 195 17 856 A1 gleichzeitig als Anschlag für die Windflügel. Durch eine derartige Windradausführung kann unabhängig von der Windrichtung eine kontinuierliche Arbeitsweise des Windrades erreicht werden, ohne daß es einer Verstellung der Rotoren bedarf. Die um etwa mastparallele Achsen drehbaren Windflügel liegen bei rechtwinkliger Eingriffsrichtung des Windes unmittelbar am Trägerarm oder an Anschlägen an, die an den Trägerarmen hierfür vorgesehen sind. Dadurch wird dem Wind eine weitgehend geschlossene Fläche entgegengestellt, so daß seine Angriffskraft maximal umgesetzt werden kann und somit für die Elektroenergieerzeugung zur Verfügung steht. Während einer Rotation der Trägerarme um den Mast klappen die Flügel selbsttätig von einer den Wind nutzenden in eine den Wind durchlassenden Stellung um, so daß der Wind in diesen Stellungen der Rotoren zwischen den Windflügeln hindurch treten kann. Aus der DE 195 17 856 A1 ist es ferner bekannt, mehrere Rotoren axial übereinander an dem Mast anzuordnen, wobei jeder dieser Rotoren zwei parallele Trägerarme aufweist. Ein Ausführungsbeispiel in der Schrift geht von drei um jeweils 120° versetzt zueinander angeordneten Rotoren aus. In der Schrift wird darüber hinaus eine Überlastsicherung beschrieben. Ein mit der im Mast befindlichen Welle verbundener Fliehkraftregler ist über Seilzugverbindungen mit einer Haube gekoppelt. Diese im wesentlichen zylindrische Haube wird in Abhängigkeit von der Drehzahl der Rotorwelle innerhalb des Mastes in axialer Richtung über die Rotorfläche gestülpt, so daß der Wind folglich eine reduzierte Angriffsfläche auf die Rotoren hat. Eine derartige Überlastsicherung ist sehr aufwendig und damit kostenintensiv. DE 195 17 856 A1 describes a wind turbine for generating electrical energy Known wind energy, which has a mast on which at least two rotors are rotatably mounted, each of the rotors at least two radial to the mast has extending support arms on which several wind blades around to the mast parallel wing axes are pivotally attached. The support arms serve at the version according to DE 195 17 856 A1 simultaneously as a stop for the Wind wing. Such a wind turbine design can be used independently of the Wind direction a continuous operation of the wind turbine can be achieved without that an adjustment of the rotors is required. The axes about parallel to the mast rotatable wind blades are at right angles of the wind directly on the support arm or on stops on the support arms for this are provided. This makes the wind a largely closed area opposed so that its attack power can be implemented to the maximum and is therefore available for the generation of electrical energy. During a rotation the support arms around the mast automatically fold the wings of the wind use in a position that allows the wind to pass, so that the wind in this Positions of the rotors between the wind blades can pass through. From the DE 195 17 856 A1 it is also known to axially superimpose a plurality of rotors on the To arrange mast, each of these rotors has two parallel support arms. On Embodiment in the document is based on three offset by 120 ° to each other arranged rotors. Overload protection is also included in the script described. A centrifugal governor connected to the shaft in the mast is coupled with a hood via cable connections. This essentially cylindrical hood is depending on the speed of the rotor shaft inside of the mast in the axial direction over the rotor surface, so that the wind consequently has a reduced contact surface on the rotors. Such overload protection is very complex and therefore expensive.  

Der Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, ein Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie bereitzustellen, das mit einer einfachen und kostengünstig umsetzbaren Überlastsicherung ausgestattet ist und einen hohen Wirkungsgrad aufweist.The invention is based on the technical problem of a wind turbine Providing electrical energy from wind power with a simple and inexpensive to implement overload protection and one has high efficiency.

Gelöst wird diese technische Problemstellung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.This technical problem is solved with the characteristic features of claim 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Danach wird vorgeschlagen, ein Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie mit einem Mast, an dem wenigstens drei Rotoren vorhanden sind, wobei jeder der Rotoren jeweils mindestens zwei parallele, zum Mast radiale Trägerarme aufweist, an denen mehrere Windflügel um zum Mast parallele Flügelachsen schwenkbar befestigt sind, wobei die Trägerarme gleichzeitig einen Anschlag für die Windflügel bilden und das Windrad eine Überlastsicherung aufweist, dahingehend weiterzubilden, daß die Trägerarme mehrteilig ausgeführt werden und um mindestens eine zum Mast parallele Trägerarmachse schwenkbar sind.Then it is proposed to use a wind turbine to generate electrical energy Wind energy with a mast on which there are at least three rotors, wherein each of the rotors has at least two parallel support arms which are radial to the mast has several wind wings around wing axes parallel to the mast are pivotally attached, the support arms at the same time a stop for the Form wind wings and the wind turbine has an overload protection, to that extent to further develop that the support arms are made in several parts and by at least a support arm axis parallel to the mast are pivotable.

Die mehrteilige Ausführung der Trägerarme weist gleich mehrere Vorteile auf. So ist es möglich, die äußeren Enden der Trägerarme zu demontieren, sofern beispielsweise eine reduzierte Energieabnahme für einen längeren Zeitraum erfolgen soll. Die Rotoren sind damit in einer einfachen Weise verkürzbar. Ein erfindungsgemäßes Windrad ist demnach optimal an die jeweiligen Erfordernisse, Bedürfnisse oder Bedingungen anpaßbar, da die Trägerarme in ihrer Länge variieren können.The multi-part design of the support arms has several advantages. So is it is possible to disassemble the outer ends of the support arms, if for example a reduced energy consumption should take place over a longer period of time. The rotors can be shortened in a simple way. A wind turbine according to the invention is therefore optimal to the respective requirements, needs or conditions adaptable, since the support arms can vary in length.

Darüber hinaus ist es möglich, bei plötzlich auftretendem starken Wind die mehrteilig ausgeführten Trägerarme unverzüglich einzuklappen, so daß sich auch hierin die große Flexibilität eines erfindungsgemäßen Windrades mit den genannten Merkmalen zeigt. In addition, it is possible to split the multi-part in the event of sudden strong wind executed support arms fold immediately, so that the large Flexibility of a wind turbine according to the invention with the features mentioned shows.  

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen den Trägerarmteilen wenigstens ein Gelenk vorhanden. Darüber hinaus ist an jedem der Trägerarmteile mindestens eine Sicherungsaufnahme angebracht, die entweder mit einem aus einer Zugfeder bestehenden Sicherungsglied gekoppelt ist oder mit Bohrungen ausgestattet sein kann, die von einem in sich stabilen Sicherungsglied vollständig durchgriffen werden.According to a further embodiment of the invention is between the support arm parts there is at least one joint. In addition, is on each of the support arm parts at least one fuse holder attached, either with one from a Tension spring existing safety link is coupled or equipped with holes can be completely penetrated by a stable locking member become.

Durch diese Art der Verbindungen der Trägerarmteile ist einerseits ein selbsttätiges Abklappen der Trägerarmteile bei Überschreitung einer maximal zulässigen Windkraft möglich und andererseits eine lösbare Sicherung geschaffen worden, die schnell in oder außer Eingriff gebracht werden kann, was insbesondere von Vorteil ist, wenn plötzlich auftretende Windböen eine Beschädigung des Windrades befürchten lassen.This type of connection of the support arm parts is automatic on the one hand Folding down the support arm parts when a maximum permissible wind force is exceeded possible and on the other hand a releasable fuse has been created that quickly or can be disengaged, which is particularly advantageous if sudden gusts of wind fear damage to the wind turbine.

Eine sehr einfache Ausführung einer Überlastsicherung bei einem erfindungsgemäßen Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie kann ferner darin bestehen, daß die in den Sicherungsaufnahmen vorhandenen Bohrungen des oder der äußeren Trägerarmteile eine Einführhilfe für das jeweils wenigstens eine vorzugsweise stabförmige Sicherungsglied aufweisen.A very simple design of an overload protection in an inventive Wind turbine for generating electrical energy from wind energy can also be included exist that the existing holes in the safety recordings of the outer support arm parts preferably an insertion aid for the at least one Have rod-shaped securing member.

Um die Entriegelung dieser Überlastsicherung zu erleichtern, wird vorgeschlagen, dieses Sicherungsglied mit einer Betätigungsmechanik zu koppeln. Die Betätigungsmechanik kann dabei aus Zug- und Druckkräften übertragenden Gestängen, Bowdenzügen oder ähnlichen Einrichtungen bestehen.In order to facilitate the unlocking of this overload protection, it is proposed to couple this securing element with an actuating mechanism. The Actuation mechanics can transmit tensile and compressive forces Linkage, Bowden cables or similar devices exist.

Sinnvoll ist es ferner, die Betätigungsmechanik über eine hydraulische, pneumatische, elektrische, elektromagnetische oder getriebeartige Hilfskraftunterstützung anzusteuern. Dies erleichtert die Bedienung der Überlastsicherung in erheblichem Maße. Ferner ist durch eine derartige weitere Ausgestaltung der Erfindung eine Automatisierung des Schwenkvorganges der Trägerarme realisierbar.It also makes sense to control the actuation mechanism using a hydraulic, pneumatic, electrical, electromagnetic or gear-type assistants head for. This considerably simplifies the operation of the overload protection Dimensions. Furthermore, such a further embodiment of the invention is a Automation of the swiveling process of the support arms can be realized.

Die Sicherungsaufnahmen können im einfachsten Fall aus an den Trägerarmteilen befestigten Flanschen bestehen, wobei das Sicherungsglied ein Steckbolzen sein kann. In the simplest case, the fuse holders can be made on the support arm parts attached flanges exist, the securing member can be a plug pin.  

Als Betätigungsmechanik könnte beispielsweise ein mit dem Steckbolzen mastseitig, also innenliegend, verbundener Bowdenzug dienen.As an actuation mechanism, for example, one with the plug pin on the mast side, serve inside, connected Bowden cable.

Der Bowdenzug sollte dabei erfindungsgemäß Bestandteil einer drehzahlabhängigen Regelstrecke sein. Diese Regelstrecke greift bei Überschreitung einer vorgegebenen Drehzahl derart ein, daß sie den Steckbolzen entsichert. Somit ist ein Abklappen der Trägerarmteile relativ zueinander möglich. Zur (Wieder-)Einführung des Steckbolzens, und damit der erneuten Verbindung der Trägerarmteile zu einem einzigen Trägerarmteil, ist die zuvor bereits erwähnte Einführhilfe sinnvoll. Diese kann beispielsweise aus einer trichterartigen, vor der Bohrung der Sicherungsaufnahme des äußeren Trägerarmteiles angebrachten Tülle bestehen.According to the invention, the Bowden cable should be part of a speed-dependent one Controlled system. This controlled system intervenes when a specified one is exceeded Speed in such a way that it unlocks the plug pin. So is a folding of the Carrier arm parts possible relative to each other. For the (re) introduction of Pin, and thus the reconnection of the support arm parts to one only support arm part, the insertion aid mentioned above is useful. This can for example from a funnel-like, before drilling the fuse holder of the outer support arm part attached grommet.

Ein erfindungsgemäßes Windrad sollte ferner zum Abgriff der elektrischen Energie eine Bodenplatte als Bestandteil eines Drehkranzes aufweisen, um den der Mast insgesamt drehbar ist. Alternativ hierzu wäre es jedoch auch ohne weiteres möglich, den Mast feststehend auf der Bodenplatte anzuordnen und die Trägerarme der Rotoren drehbar an dem Mast zu befestigen.A wind turbine according to the invention should also be used to tap the electrical energy have a base plate as part of a slewing ring around which the mast is rotatable overall. Alternatively, however, it would also be possible to arrange the mast fixed on the base plate and the support arms of the Rotors to be rotatably attached to the mast.

Ein erfindungsgemäßes Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie ist durch seine einfache Ausführung und Bauweise sehr leicht. Somit kann auch eine mobile Ausführung ohne größeren Aufwand realisiert werden. Hierzu wird vorgeschlagen, Halterungen in einer Grundplatte vorzusehen, wobei diese Halterungen zur Aufnahme bzw. Anbringung von Wälzkörpern, Rädern oder Führungsschienen gedacht sind. Als Wälzkörper könnten beispielsweise Rollen oder Walzen zum Einsatz kommen, womit eine Mobilität des gesamten Windrades gewährleistet werden kann. Die einfache und unkomplizierte Bauweise des erfindungsgemäßen Windrades ermöglicht es ferner, dieses insgesamt zerlegbar zu gestalten, so daß auch durch die Zerlegbarkeit eine Mobilität gewährleistet ist. A wind turbine according to the invention for generating electrical energy from wind energy is very light due to its simple design and construction. So even one mobile version can be realized without much effort. To do this proposed to provide brackets in a base plate, these brackets for mounting or attaching rolling elements, wheels or guide rails are thought. Rollers or rollers, for example, could be used as rolling elements come, which can ensure mobility of the entire wind turbine. The simple and uncomplicated construction of the wind turbine according to the invention also enables this to be dismantled overall, so that the Dismantling a mobility is guaranteed.  

Eine weitere, sehr vorteilhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Windrades besteht in der Kombination des Windrades mit Solarzellen zur Erzeugung elektrischer Energie aus Licht. Diese können auf der Vorder- und/oder der Rückseite der Trägerarme und/oder der Windflügel beziehungsweise an jeder für die hinreichende Lichtzufuhr geeigneten Position am Windrad angebracht sein. Durch eine derartige Verbindung der Erzeugungsmöglichkeiten elektrischer Energie kann der Wirkungsgrad eines erfindungsgemäßen Windrades weiter gesteigert werden.Another very advantageous embodiment of a wind turbine according to the invention consists in the combination of the wind turbine with solar cells to generate electrical Energy from light. These can be found on the front and / or the back of the Support arms and / or the wind wing or on each for the sufficient Light supply suitable position on the wind turbine. By such The connection of the generation possibilities of electrical energy can Efficiency of a wind turbine according to the invention can be further increased.

Selbstverständlich können die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen, zusätzlich oder in Alleinstellung verwendet werden, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Of course, the above and the following can still be added explanatory features of the invention not only in the specified Combination, but also in other combinations, in addition or in Standalone can be used without leaving the scope of the invention.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Windrades zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.A preferred embodiment of a wind turbine according to the invention Generation of electrical energy from wind energy is referred to below explained in more detail on the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1: eine vereinfachte, schematische Darstellung eines Windrades, Fig. 1 is a simplified schematic representation of a wind turbine,

Fig. 2: ausschnittsweise die Darstellung eines mehrteiligen Trägerarmes ohne die daran befestigten Windflügel, FIG. 2 shows the partial view of a multi-part carrier arm without the attached thereto wind blades,

Fig. 3: ausschnittsweise einen mehrteiligen Trägerarm mit daran befestigten schwenkbaren Windflügeln, jedoch ohne die Überlastsicherung und Fig. 3: a section of a multi-part support arm with attached pivotable wind blades, but without the overload protection and

Fig. 4: eine Ansicht in Pfeilrichtung IV aus Fig. 1 auf ein erfindungsgemäßes Windrad. FIG. 4 shows a view in the direction of the arrow IV of Figure 1 of an inventive wind turbine..

In der Fig. 1 ist schematisch stark vereinfacht ein erfindungsgemäßes Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie dargestellt. In Fig. 1, a wind turbine according to the invention for generating electrical energy from wind energy is shown in a highly simplified manner.

Dieses besteht aus dem zentral angeordneten Mast (1), an dem drei Rotoren (2, 3, 4) axial übereinander angeordnet sind. Die Rotoren wurden insgesamt mit 2, 3 und 4 bezeichnet. Jeder der Rotoren (2, 3, 4) besteht seinerseits aus zwei parallelen und im Bezug zum Mast (1) in radialer Richtung verlaufenden Trägerarmen (5, 6). An den Trägerarmen sind jeweils drei Windflügel (7, 8, 9) um eine Flügelachse (10, 11, 12) schwenkbar befestigt. Die Trägerarme (5, 6) bilden dabei gleichzeitig einen Anschlag für die Windflügel (7, 8, 9). Wie dies anschaulich aus der Fig. 3 hervorgeht, sind die Windflügel (7, 8, 9) aus dem zuvor genannten Grund an einer Frontseite der Trägerarme (5, 6) angebracht.This consists of the centrally arranged mast ( 1 ) on which three rotors ( 2 , 3 , 4 ) are arranged axially one above the other. The rotors were designated a total of 2, 3 and 4. Each of the rotors ( 2 , 3 , 4 ) in turn consists of two parallel support arms ( 5 , 6 ) which run in the radial direction with respect to the mast ( 1 ). Three wind blades ( 7 , 8 , 9 ) are attached to the support arms so as to be pivotable about a blade axis ( 10 , 11 , 12 ). The support arms ( 5 , 6 ) simultaneously form a stop for the wind blades ( 7 , 8 , 9 ). As can be seen clearly from FIG. 3, the wind vanes ( 7 , 8 , 9 ) are attached to a front side of the support arms ( 5 , 6 ) for the aforementioned reason.

Mit gestrichelten Linien ist in der Fig. 1 eine im Gegensatz zu den durchgezeichneten Linien um 180° geschwenkte Stellung des mit (2) bezeichneten Rotors gezeigt. Der Vergleich dieser beiden Rotorstellungen veranschaulicht die Wirkungsweise eines derartigen Windrades, auf die später noch im Detail eingegangen wird.With dashed lines in FIG. 1, a position of the rotor designated by ( 2 ) is shown which is pivoted through 180 ° in contrast to the solid lines. The comparison of these two rotor positions illustrates the mode of operation of such a wind turbine, which will be discussed in detail later.

Der Mast (1) ist auf einer Bodenplatte (22) befestigt. Diese Bodenplatte ist Bestandteil eines Drehkranzes (23), um den sich der Mast insgesamt dreht. Unterhalb dieses Drehkranzes (23) ist eine Grundplatte (24) vorhanden, die Halterungen (25) aufweist, in die beispielsweise Wälzkörper, Räder oder Führungen einsetzbar sind, welche im Bedarfsfall die Mobilität des gesamten Windrades gewährleisten. Mit (21) ist in der Fig. 1 eine Getriebeanbindung bezeichnet worden. Diese kann in an sich bekannter Weise aus einem Generatoranschluß bestehen, der beispielsweise über ein Übersetzungsgetriebe mit dem Getriebeanschluß (21) verbunden ist. Die Position (21) stellt mithin allgemein einen Abgriff der kinetischen Energie zur Erzeugung der elektrischen Energie in einem Generator dar.The mast ( 1 ) is attached to a base plate ( 22 ). This base plate is part of a slewing ring ( 23 ) around which the mast rotates as a whole. Beneath this slewing ring ( 23 ) there is a base plate ( 24 ) which has brackets ( 25 ) into which, for example, rolling elements, wheels or guides can be used, which, if necessary, ensure the mobility of the entire wind turbine. With ( 21 ) a gear connection has been designated in FIG. 1. This can consist, in a manner known per se, of a generator connection which is connected to the transmission connection ( 21 ), for example via a transmission gear. Position ( 21 ) therefore generally represents a tap of the kinetic energy for generating the electrical energy in a generator.

Aus der Fig. 2 geht in anschaulicher Weise eine mögliche zweiteilige Ausführung eines Trägerarmes (5) in stark vereinfachter, schematischer Darstellung hervor. Der gezeigte Trägerarm (5) besteht aus zwei Trägerarmteilen (5a, 5b). Die Trägerarmteile (5a, 5b) weisen in radialer Richtung gesehen, einen Abstand zueinander auf. Mittig zwischen den Trägerarmteilen (5a, 5b) ist eine Trägerarmachse (13) eingezeichnet, um welche das Trägerarmteil (5a) relativ zu dem Trägerarmteil (5b) schwenkbar ist. Zur Umsetzung der Schwenkbewegung kommt ein Gelenk (14) zum Einsatz. Auf der den Windflügeln gegenüberliegenden Seite des Trägerarmes (5) sind zwei Sicherungsaufnahmen (15, 16) an den Trägeramteilen (5a, 5b) befestigt, wobei die Windflügel der Vereinfachung halber in der Fig. 2 nicht gezeichnet wurden. Beide Sicherungsaufnahmen (15, 16) weisen jeweils eine Durchgangsbohrung (17) auf. Diese Bohrungen (17) werden von einem Sicherungsglied (18) durchgriffen. Der Durchgriff, welcher aus einem als Sicherungsglied (18) fungierenden Bolzen besteht, sichert die beiden Trägeramteile (5a, 5b) relativ zueinander. In der in Fig. 2 dargestellten Position sind die Trägerarmteile nicht verschwenkbar. Zur Betätigung des Steckbolzens (18) ist eine Betätigungsmechanik (19) an dem Steckbolzen (18) befestigt. Die Betätigungsmechanik besteht vorliegend aus einem Zug- und Druckkräfte übertragenden Bowdenzug. Mittels der Betätigungsmechanik (19) kann somit der Steckbolzen (18) aus der Bohrung (17) der Sicherungsaufnahme (15) herausgezogen werden. Dadurch wird die erfindungsgemäße Entriegelung der Trägerarmeteile (5a, 5b) erreicht. Das Trägerarmteil (5a) ist nach dem Lösen der Verbindung von Sicherungsaufnahme (15) und Steckbolzen (18) um das Gelenk (14) schwenkbar.From Fig. 2 shows a possible two-part execution proceeds in an illustrative manner, a carrier arm (5) projecting in a highly simplified, schematic view. The support arm ( 5 ) shown consists of two support arm parts ( 5 a, 5 b). The support arm parts ( 5 a, 5 b) are at a distance from one another when viewed in the radial direction. A support arm axis ( 13 ) is drawn in between the support arm parts ( 5 a, 5 b), around which the support arm part ( 5 a) can be pivoted relative to the support arm part ( 5 b). A joint ( 14 ) is used to implement the pivoting movement. On the side of the support arm ( 5 ) opposite the wind blades, two securing receptacles ( 15 , 16 ) are fastened to the support parts ( 5 a, 5 b), the wind blades not being shown in FIG. 2 for the sake of simplicity. Both safety receptacles ( 15 , 16 ) each have a through hole ( 17 ). These bores ( 17 ) are penetrated by a securing member ( 18 ). The passage, which consists of a bolt acting as a securing member ( 18 ), secures the two carrier parts ( 5 a, 5 b) relative to one another. In the position shown in Fig. 2, the support arm parts are not pivotable. To actuate the plug pin ( 18 ), an actuating mechanism ( 19 ) is attached to the plug pin ( 18 ). In the present case, the actuation mechanism consists of a Bowden cable that transmits tensile and compressive forces. By means of the actuating mechanism ( 19 ), the plug pin ( 18 ) can thus be pulled out of the bore ( 17 ) of the fuse holder ( 15 ). This unlocks the support arm parts ( 5 a, 5 b) according to the invention. The support arm part ( 5 a) can be pivoted about the joint ( 14 ) after the connection of the safety receptacle ( 15 ) and the plug pin ( 18 ) has been released.

Zur Erleichterung der Wiedereinführung des Steckbolzens (18) in die Bohrung (17) der Sicherungaufnahme (15) ist an der in Fig. 2 dargestellten Ausführung eines Windrades eine Einführhilfe (20) in tüllenförmiger Ausführung vorgesehen.To facilitate the reinsertion of the plug pin ( 18 ) into the bore ( 17 ) of the fuse holder ( 15 ), an insertion aid ( 20 ) in the form of a sleeve is provided on the embodiment of a wind turbine shown in FIG. 2.

In der Fig. 3 ist noch einmal schematisch stark vereinfacht ein zweiteiliger Trägerarm (5) gezeigt, der einmal mittels gestrichelter Linien in abgeklappter Stellung sowie mittels durchgehender Linien in gestreckter und mit dem Trägerarmteil (5b) verbundener Position dargestellt ist. An dem Trägerarm (5) sind mehrere Windflügel (7, 8, 9) befestigt. Diese Windflügel sind über Flügelachsen (10, 11, 12) schwenkbar an dem Trägerarm (5) angeordnet. Die Flügelachsen (10, 11, 12) sind Bestandteil jeweils eines Gelenkes, das sich auf einer frontseitigen Oberfläche des Trägerarmes (5) befindet. Koaxial zu diesen Gelenken sind selbstverständlich auf dem unterhalb des Trägerarmes (5) befindlichen, zweiten Trägerarm (6) identische Gelenkausführungen für die durchgehenden Windflügel vorhanden. Wie zuvor bereits beschrieben, ist der Trägerarmteil (5a) relativ zu dem Trägerarmteil (5b) um ein Gelenk (14) schwenkbar. Die Drehachse dieses Gelenkes (14) bildet dabei die Trägerarmachse (13).In Fig. 3, a two-part support arm ( 5 ) is shown again schematically in a highly simplified manner, which is shown once by means of dashed lines in the folded-down position and by means of solid lines in the extended position connected to the support arm part ( 5 b). A plurality of wind blades ( 7 , 8 , 9 ) are fastened to the support arm ( 5 ). These wind blades are arranged on the support arm ( 5 ) so as to be pivotable via blade axes ( 10 , 11 , 12 ). The wing axes ( 10 , 11 , 12 ) each form part of a joint which is located on a front surface of the support arm ( 5 ). Coaxial to these joints there are of course identical joint designs for the continuous wind blades on the second support arm ( 6 ) located below the support arm ( 5 ). As previously described, the support arm part ( 5 a) can be pivoted about a joint ( 14 ) relative to the support arm part ( 5 b). The axis of rotation of this joint ( 14 ) forms the support arm axis ( 13 ).

In der Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das beschriebene erfindungsgemäße Windrad gezeigt, um noch einmal die Funktionsweise der Windflügel zu veranschaulichen. Die Darstellung in Fig. 4 beschreibt also eine Ansicht, entsprechend der Pfeilrichtung IV in Fig. 1. Die Rotoren (2, 3, 4) drehen um den Mast (1). An diesem sind vorliegend drei um 120° zueinander versetzt angeordnete Rotoren befestigt. Die Windrichtung ist in der Fig. 4 durch die eingezeichneten Pfeile kenntlich gemacht. In der, bezogen auf die Windrichtung, rechten Bildhälfte sind die Windflügel (7, 8, 9) in Windrichtung ausgerichtet. Die linksseitig vorhandenen Windflügel (7, 8, 9) am Rotor (3) sind um ihre Flügelachsen (10, 11, 12) so weit in Richtung der Trägerarme (5) bzw. (6) verschwenkt, dass sie mit an den Trägerarmen zum Anschlag kommen. Die Windflügel (7, 8, 9) des Rotors (3) bilden somit eine weitgehend geschlossene Angriffsfläche für den Wind. Spätestens nach einer Drehung des Rotors (3) um 240°, also wenn er sich etwa in der Position des in Fig. 4 dargestellten Rotors (4) befindet, sind die Windflügel wieder in Windrichtung ausgerichtet, so daß der Wind ungehindert durch die Flügel hindurchtreten kann, ohne einen erheblichen Widerstand entgegengesetzt zu bekommen. FIG. 4 shows a top view of the wind turbine according to the invention described, in order to illustrate once again the functioning of the wind blades. The description in FIG. 4 thus describes a view corresponding to the direction of arrow IV in FIG. 1. The rotors ( 2 , 3 , 4 ) rotate around the mast ( 1 ). In the present case, three rotors which are offset by 120 ° to one another are attached to this. The wind direction is indicated in FIG. 4 by the arrows drawn in. In the right half of the picture in relation to the wind direction, the wind blades ( 7 , 8 , 9 ) are oriented in the wind direction. The left-hand wind blades ( 7 , 8 , 9 ) on the rotor ( 3 ) are pivoted about their blade axes ( 10 , 11 , 12 ) so far in the direction of the support arms ( 5 ) or ( 6 ) that they are attached to the support arms for Stop coming. The wind vanes ( 7 , 8 , 9 ) of the rotor ( 3 ) thus form a largely closed surface for the wind. At the latest after a rotation of the rotor ( 3 ) by 240 °, that is to say when it is approximately in the position of the rotor ( 4 ) shown in FIG. 4, the wind vanes are again oriented in the wind direction, so that the wind can pass unimpeded through the vanes can without having to face significant resistance.

BezugszeichenlisteReference list

11

Mast
mast

22nd

Rotor
rotor

33rd

Rotor
rotor

44th

Rotor
rotor

55

Trägerarm
Support arm

55

a Trägerarmteil
a support arm part

55

b Trägerarmteil
b support arm part

66

Trägerarm
Support arm

66

a Trägerarmteil
a support arm part

66

b Trägerarmteil
b support arm part

77

Windflügel
Wind wing

88th

Windflügel
Wind wing

99

Windflügel
Wind wing

1010th

Flügelachse
Wing axis

1111

Flügelachse
Wing axis

1212th

Flügelachse
Wing axis

1313

Trägerarmachse
Support arm axis

1414

Gelenk
joint

1515

Sicherungsaufnahme
Backup recording

1616

Sicherungsaufnahme
Backup recording

1717th

Bohrung
drilling

1818th

Sicherungsglied
Safety link

1919th

Betätigungsmechanik
Actuation mechanism

2020th

Einführhilfe
Insertion aid

2121

Getriebeanbindung (Generatoranschluß)
Gearbox connection (generator connection)

2222

Bodenplatte
Base plate

2323

Drehkranz
Slewing ring

2424th

Grundplatte
Base plate

2525th

Halterung
bracket

Claims (16)

1. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie mit einem Mast (1) mit wenigstens drei Rotoren (2, 3, 4), wobei jeder der Rotoren (2, 3, 4) jeweils mindestens zwei parallele, zum Mast radiale Trägerarme (5, 6) aufweist, an denen mehrere Windflügel (7, 8, 9) um zum Mast (1) parallele Flügelachsen (10, 11, 12) schwenkbar befestigt sind, wobei die Trägerarme (5, 6) gleichzeitig einen Anschlag für die Windflügel (7, 8, 9) bilden und das Windrad eine Überlastsicherung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerarme (5, 6) mehrteilig ausgeführt und um mindestens eine zum Mast (1) parallele Trägerarmachse (13) schwenkbar sind.1. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy with a mast ( 1 ) with at least three rotors ( 2 , 3 , 4 ), each of the rotors ( 2 , 3 , 4 ) each having at least two parallel support arms ( 5 , radial to the mast) 6 ), on which a plurality of wind blades ( 7 , 8 , 9 ) are fastened such that they can be pivoted about wing axes ( 10 , 11 , 12 ) parallel to the mast ( 1 ), the support arms ( 5 , 6 ) simultaneously being a stop for the wind blades ( 7 , 8 , 9 ) and the wind turbine has an overload safety device, characterized in that the support arms ( 5 , 6 ) are made in several parts and can be pivoted about at least one support arm axis ( 13 ) parallel to the mast ( 1 ). 2. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Trägerarmteilen (5a, 5b und 6a, 6b) wenigstens ein Gelenk (14) vorhanden und an jedem der Trägerarmteile (5a, 5b und 6a, 6b) mindestens eine Sicherungsaufnahme (15, 16) angebracht ist, deren Verbindung ein Sicherungsglied (18) ist. 2. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to claim 1, characterized in that between the support arm parts ( 5 a, 5 b and 6 a, 6 b) at least one joint ( 14 ) is present and on each of the support arm parts ( 5 a, 5 b and 6 a, 6 b) at least one fuse holder ( 15 , 16 ) is attached, the connection of which is a fuse element ( 18 ). 3. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsglied (18) eine Zugfeder ist und die Sicherungsaufnahmen (15, 16) Befestigungen der Zugfeder sind.3. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to claim 2, characterized in that the securing member ( 18 ) is a tension spring and the securing receptacles ( 15 , 16 ) are fastenings of the tension spring. 4. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Trägerarmteilen (5a, 5b und 6a, 6b) wenigstens ein Gelenk (14) vorhanden und an jedem der Trägerarmteile (5a, 5b und 6a, 6b) mindestens eine Sicherungsaufnahme (15, 16) angebracht ist, deren Bohrungen (17) ein Sicherungsglied (18) vollständig durchgreift.4. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to claim 1, characterized in that between the support arm parts ( 5 a, 5 b and 6 a, 6 b) at least one joint ( 14 ) is present and on each of the support arm parts ( 5 a, 5 b and 6 a, 6 b) at least one safety receptacle ( 15 , 16 ) is attached, the bores ( 17 ) of which completely penetrate a safety element ( 18 ). 5. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsglied (18) mit einer Betätigungsmechanik (19) gekoppelt ist.5. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to claim 4, characterized in that the securing member ( 18 ) is coupled to an actuating mechanism ( 19 ). 6. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmechanik (19) ein Zug- und Druckkräfte übertragendes Gestänge oder ein Bowdenzug ist.6. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to claim 5, characterized in that the actuating mechanism ( 19 ) is a pulling and compressive force transmitting linkage or a Bowden cable. 7. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmechanik (19) eine hydraulische, pneumatische, elektrische, elektromagnetische oder getriebeartige Hilfskraftunterstützung aufweist.7. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to claim 5 or 6, characterized in that the actuating mechanism ( 19 ) has a hydraulic, pneumatic, electrical, electromagnetic or gear-like auxiliary power support. 8. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Sicherungsaufnahme (15) des jeweils äußeren Trägerarmteiles (5a bzw. 6a) vorhandene Bohrung (17) eine Einführhilfe (20) für das Sicherungsglied (18) aufweist. 8. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to one of claims 4 to 7, characterized in that in the fuse holder ( 15 ) of the respective outer support arm part ( 5 a or 6 a) existing bore ( 17 ) an insertion aid ( 20 ) for the securing member ( 18 ). 9. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsaufnahmen (15, 16) an den Trägerarmteilen befestigte Flansche sind, das Sicherungsglied (18) ein Steckbolzen ist und als Betätigungsmechanik (19) ein mit dem Steckbolzen mastseitig verbundener Bowdenzug zum Einsatz kommt.9. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to one of claims 4 to 8, characterized in that the securing receptacles ( 15 , 16 ) on the support arm parts are flanges, the securing member ( 18 ) is a plug pin and as an actuating mechanism ( 19 ) Bowden cable connected to the plug pin on the mast side is used. 10. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bowdenzug Bestandteil einer drehzahlabhängigen Regelstrecke ist, die bei Überschreitung einer vorgegebenen Drehzahl den Steckbolzen (18) entsichert.10. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to claim 9, characterized in that the Bowden cable is part of a speed-dependent controlled system, which unlocks the plug pin ( 18 ) when a predetermined speed is exceeded. 11. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Windrad eine Bodenplatte (22) aufweist, die Bestandteil eines Drehkranzes (23) ist, um den der Mast (1) insgesamt drehbar ist.11. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to one of the preceding claims, characterized in that the wind turbine has a base plate ( 22 ) which is part of a slewing ring ( 23 ) about which the mast ( 1 ) can be rotated as a whole. 12. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (1) feststehend auf einer Bodenplatte (22) angeordnet ist und die Trägerarme (5, 6) der Rotoren (2, 3, 4) drehbar an dem Mast (1) befestigt sind.12. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to one of claims 1 to 10, characterized in that the mast ( 1 ) is arranged fixed on a base plate ( 22 ) and the support arms ( 5 , 6 ) of the rotors ( 2 , 3 , 4 ) are rotatably attached to the mast ( 1 ). 13. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Windrad insgesamt mobil ausgeführt ist, wobei in einer Grundplatte (24) Halterungen (25) zur Anbringung bzw. Aufnahme von Führungsschienen oder Wälzkörpern vorhanden sind.13. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to one of the preceding claims, characterized in that the wind turbine is designed to be mobile overall, wherein in a base plate ( 24 ) brackets ( 25 ) for attaching or receiving guide rails or rolling elements are available. 14. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Windrad insgesamt zerlegbar ist. 14. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to one of the The aforementioned claims, characterized in that the wind turbine can be dismantled overall.   15. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Windrad zusätzlich Solarzellen zur Erzeugung elektrischer Energie aus Licht vorhanden sind.15. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to one of the The aforementioned claims, characterized in that on the Wind turbine additionally solar cells for generating electrical energy from light available. 16. Windrad zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windenergie nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen auf der Vorder- und/oder der Rückseite der Trägerarme (5, 6) und/oder der Windflügel (7, 8, 9) angebracht sind.16. Wind turbine for generating electrical energy from wind energy according to claim 15, characterized in that the solar cells on the front and / or the back of the support arms ( 5 , 6 ) and / or the wind blades ( 7 , 8 , 9 ) are attached.
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