DE202006016767U1 - Wind power station, has lower and upper triangle constructions fixedly and rotatably connected with external and internal vertically standing pipes, respectively, where internal pipe has function to align plate sail by wind vane - Google Patents

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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

The station has three equal sized sail surfaces centrically mounted at respective vertices of lower and upper triangle constructions (5, 6). The sail surfaces revolve around a vertical axis, and rotate with half number of revolutions in the set rotating direction. The lower and upper triangle constructions are fixedly and rotatably connected with external and internal vertically standing pipes (1, 2), respectively. The internal pipe has a function to align a plate sail (4) by a wind vane (3) rigidly fastened to an upper end.

Description

Konstruktionsbeschreibung Kleinanlageconstruction description small investment

Das Windkraftwerk (unter acht Quadratmeter Gesamtsegelfläche) besteht in den Hauptteilen aus zwei ineinander geschobenen, senkrecht stehenden Rohren, die beide drehbar gelagert (16) sind. Wobei das innere Rohr (2) das äußere Rohr (1) um die technisch erforderliche Länge (Breite der Plattensegel plus obere Dreieckskonstruktion plus Freiraum plus Windfahne) überragt. Das äußere Rohr (Antriebswelle) hat die Aufgabe das Windkraftwerk zu stabilisieren und die erzeugte Drehkraft an einen Generator (17) weiter zu geben. Das innere Rohr (Steuermast) hat in erster Linie die Aufgabe mittels der am oberen Ende starr befestigten Windfahne (3), die Plattensegel (4) stets optimal zur Windrichtung auszurichten und zusätzlich eine Stabilisierung der oberen Dreieckskonstruktion (6) zu gewährleisten.The wind power plant (under eight square meters total sail area) consists in the main parts of two telescoped, vertical tubes, both rotatably mounted ( 16 ) are. Where the inner tube ( 2 ) the outer tube ( 1 ) surmounted by the technically required length (width of the board sails plus upper triangle construction plus clearance plus wind vane). The outer tube (drive shaft) has the task to stabilize the wind power plant and the generated torque to a generator ( 17 ). The inner tube (control mast) has primarily the task by means of the upper end rigidly mounted wind vane ( 3 ), the board sails ( 4 ) always optimally align with the wind direction and additionally stabilize the upper triangular construction ( 6 ) to ensure.

Zusatzhinweis:Additional note:

An der unteren und oberen Dreieckskonstruktion (5 und 6) sind Verbindungsstreben angebracht, welche von oben betrachtet ein gleichschenkliges Dreieck mit drei Speichen aufzeigen. Die beiden Dreieckskonstruktionen sind mittels diagonalen Zugstreben (7) verbunden.At the lower and upper triangular construction ( 5 and 6 ) connecting struts are attached, which show an isosceles triangle with three spokes viewed from above. The two triangular constructions are by means of diagonal tension struts ( 7 ) connected.

Die untere Dreieckskonstruktion ist starr mittels den Verbindungsstreben am oberen Ende der Antriebswelle befestigt, wodurch eine Drehung der Dreieckskonstruktion zwangsweise eine Drehung der Antriebswelle zur Folge hat. An den drei Eckpunkten der unteren Dreieckskonstruktion sind die unteren Plattensegellager (8) befestigt, welche die untere Führung und Lagerung der Plattensegel gewähreisten. Die obere Dreieckskonstruktion ist baugleich mit der unteren Dreieckskonstruktion und übernimmt mittels der oberen Plattensegellager die obere Führung und Lagerung der Plattensegel. An den drei Plattensegeln sind zentrisch an den Ober- und Unterkanten Führungsbolzen angebracht, die jeweils in die zugehörigen Plattensegellager passen. An den unteren Führungsbolzen der Plattensegel ist starr ein Zahnrad (9) (Laufzahnrad) befestigt, welches mittels Zahnradkette (10) und Steuerzahnräder (11) (starr befestigte Zahnräder auf dem Steuermast) den Anstellwinkel der Plattensegel bestimmt. Die Laufradzahnräder haben exakt doppelt so viele Zähne wie die Steuerzahnräder, was einem Übersetzungsverhältnis von 2:1 entspricht. Das heißt, dass bei einer 360° Drehung der Antriebswelle, alle drei Plattensegel eine Drehung von 180° in gegengesetzter Richtung vollziehen.The lower triangle construction is rigidly secured by means of the connecting struts at the upper end of the drive shaft, whereby a rotation of the triangle construction forcibly has a rotation of the drive shaft result. At the three corners of the lower triangle construction are the lower plate sail bearings ( 8th ), which guarantee the lower guidance and storage of the board sails. The upper triangular construction is identical to the lower triangular construction and takes over the upper guide and storage of the plate sails by means of the upper plate sail bearings. On the three board sails guide pins are mounted centrally on the upper and lower edges, which respectively fit into the associated plate sail bearings. At the lower guide pin of the plate sail is rigidly a gear ( 9 ) (Laufzahnrad), which by means of gear chain ( 10 ) and control gears ( 11 ) (rigidly mounted gears on the control pole) determines the angle of attack of the plate sails. The impeller gears have exactly twice as many teeth as the timing gears, which corresponds to a gear ratio of 2: 1. That is, with a 360 ° rotation of the drive shaft, all three plate sails make a 180 ° turn in the opposite direction.

Konstruktionsbeschreibung Großanlageconstruction description large plant

Das Windkraftwerk (über acht Quadratmeter Gesamtsegelfläche) besteht in den Hauptteilen aus einem senkrecht stehenden Rohr (1), das drehbar gelagert ist. An diesem Rohr (Antriebswelle) sind im technisch bedingtem Abstand (unteres Plattenlager, plus Segelplattenhöhe, plus oberes Plattenlage) zwei Dreieckskonstruktion (5 und 6) angebracht, welche von oben betrachtet ein gleichschenkliges Dreieck mit drei Speichen aufzeigen.The wind power plant (more than eight square meters total sail area) consists in the main parts of a vertical pipe ( 1 ), which is rotatably mounted. At this pipe (drive shaft) are at a technical distance (lower plate bearing, plus sail plate height, plus upper plate position) two triangular construction ( 5 and 6 ), which show an isosceles triangle with three spokes viewed from above.

Die Antriebswelle hat die Aufgabe das Windkraftwerk zu stabilisieren und die erzeugte Drehkraft an einen Generator (17) weiter zu geben. An den jeweiligen unteren Plattensegellager ist zur exakten Einstellung der jeweiligen Segelfläche ein Elektromotor mit Getriebe bzw. Servomotor (13) angebracht. Die Steuerung kann hierbei abseits der Windkraftanlage über eine Windfahne mit elektronischen Geber erfolgen, um die Plattensegel stets optimal zur Windrichtung auszurichten. Zur Sturmsicherung und zur Anpassung der Windgeschwindigkeit können die Plattensegel mittels einer Welle (14), die drehbar in in einem Führungsrahmen (15) gelagert ist, eingerollt werden.The drive shaft has the task to stabilize the wind power plant and the generated torque to a generator ( 17 ). At the respective lower plate sail bearings for precise adjustment of the respective sail area an electric motor with gear or servomotor ( 13 ) appropriate. The control can be done here off the wind turbine via a wind vane with electronic encoder to align the board sails always optimally to the wind direction. For storm protection and for adjusting the wind speed, the board sails can be moved by means of a shaft ( 14 ) rotatable in a guide frame ( 15 ) is rolled up.

Zusatzhinweis:Additional note:

Die "Großanlage" unterscheidet sich von der "Kleinanlage"

  • 1. Durch eine elektronische Ansteuerung und elektrische Betätigung der Plattensegelstellung (Drehwinkel) mittels Servomotor bzw. Elektromotor mit Getriebe.
  • 2. Die Plattensegel sind mittels Elektromotore nach unter aufrollbar und werden elekrtonisch nach der Windgeschwindigkeit gesteuert. Somit ist jeder Zeit eine Anpassung der Windgeschwindigkeit gegeben und der Wirkungsgrad der Windkraftanlage wird stehts optimal ausgenutzt.
  • 3. Durch eine wesentlich einfachere und stabilere Konstruktion. Es gibt hierbei keine Windfahne in der Antriebswelle und die obere Dreieckskonstruktion ist ebenso wie die untere Dreieckskonstruktion fest mit der Antriebswelle verbunden.
The "large plant" differs from the "small plant"
  • 1. By an electronic control and electrical operation of the plate sail position (rotation angle) by means of servo motor or electric motor with gearbox.
  • 2. The plate sails can be rolled up by means of electric motors and are controlled electronically according to the wind speed. Thus, an adjustment of the wind speed is given every time and the efficiency of the wind turbine is optimally used optimally.
  • 3. By a much simpler and more stable construction. There is no wind vane in the drive shaft and the upper triangle construction is firmly connected to the drive shaft as well as the lower triangle construction.

Funktionsprinzip Windkraftwerk:Working principle wind power plant:

Selbst bei leichter Windgeschwindigkeit, wird die am Steuermast befestigte Windfahne (3) nach bekanntem Prinzip automatisch aus dem Wind gedreht und bewegt somit den Steuermast (2). Über den Steuermast und den an diesem befestigten drei Steuerzahnrädern (11), werden mittels Zahnradketten (10) und jeweiligen Laufzahnräder (9) die Anstellwinkel der drei Plattensegel (4) verändert. Hierbei ist immer eine volle Fläche eines Plattensegels an der äußersten Dreieckskonstruktion (90°) voll im Wind. Bei einer gedachten Linie der Windrichtung zum Steuermast, bzw. Antriebswelle (3), steht jedes der drei Plattensegel, bei einer 360° Drehung des Windkraftwerks einmal mit 90° an dem längsten Hebel der Dreieckskonstruktio zur Windrichtung. Bei der Gegendrehung (in Windrichtung) kommt jedes Plattensegel mit einer 180° Drehung am gegenüberliegenden Scheitelpunkt der Dreieckskonstruktion vorbei, weshalb die Gegenströmung keine Angriffsfläche findet und somit die volle Hebelwirkung aller drei Plattensegel mit der ganzen Fläche zum Einsatz kommt. Selbst die Andrehung und Abdrehung der Plattensegel werden über einen Winkel von ca. 320° noch als zusätzliche Verstärkung der Drehkraft genutzt. Hierbei kommt nach dem Prinzip von Segelschiffen, die hart am Wind segeln, zusätzlich verwertbare Kraft an der Antriebswelle zum Tragen.Even at light wind speeds, the wind vane attached to the control mast becomes 3 ) automatically turned out of the wind according to the known principle and thus moves the control mast ( 2 ). About the control mast and attached to this three timing gears ( 11 ), by means of gear chains ( 10 ) and respective running gears ( 9 ) the angles of attack of the three board sails ( 4 ) changed. Here, a full surface of a board sail at the outermost triangle construction (90 °) is always in the wind. With an imaginary line of the wind direction to the control mast, or drive shaft ( 3 ), each of the three board sails, with a 360 ° turn of the wind power plant, stands once at 90 ° on the longest lever of the wind turbine Triangle construction to the wind direction. When counter-rotating (downwind), each plate sail passes with a 180 ° rotation at the opposite vertex of the triangle construction, which is why the counterflow is no attack surface and thus the full leverage of all three plate sail with the entire surface is used. Even the rotation and twisting of the plate sails are used over an angle of about 320 ° still as an additional gain of the torque. Here, according to the principle of sailing ships, which sail hard on the wind, additionally utilizable force on the drive shaft comes into play.

Anmerkung:Annotation:

Ein Versuchsmodel des Windkraftwerks mit einer Segelfläche von Insgesamt 3 Quadratmeter, kann bei einer Voranmeldung unter der Telefonnummer 08076/1760 besichtigt werden.An experimental model of the wind power plant with a total sail area 3 Square meters, can be visited by calling 08076/1760.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1 bis 3 erläuter.An embodiment of the invention will be described with reference to 1 to 3 erläuter.

1 "Teiledarstellung (Kleinkraftwerk)" 1 "Part presentation (small power station)"

2 "Teiledarstellung (Großkraftwerk)" 2 "Part presentation (large power plant)"

3 "Schematisch Darstellung der Draufsicht" 3 "Schematic representation of the top view"

Claims (5)

Windkraftwerk, gekennzeichnet durch drei gleichgroße Segelflächen, die mittig (oben und unten) an den jeweiligen Eckpunkten zweier Dreieckskonstruktionen (oben und unten) gelagert sind und mit diesen um eine senkrechte Achse kreisen und dabei mit halber Drehzahl in gegengesetzter Drehrichtung rotieren, wobei die untere Dreieckskonstruktion fest mit einer senkrecht stehenden Welle verbunden ist, während die obere Dreieckskonstruktion drehbar auf einer zweiten Welle gelagert ist, wobei diese wiederum in der ersten Welle gelagert ist.Wind power plant, characterized by three equal sail areas, the central (top and bottom) at the respective vertices of two triangular constructions (top and bottom) are stored and with these around a vertical Axis revolve and thereby at half speed in opposite direction of rotation rotate, with the lower triangle construction fixed with a vertical standing wave is connected while the upper triangular construction rotatably mounted on a second shaft is, which in turn is stored in the first wave. Windkraftwerk, gekennzeichnet durch Steuerung bzw. Ausrichtung der Segelflächen über die zweite Welle an deren oberen Ende starr eine Windfahne befestigt ist, und an deren unterem (sichtbaren) Ende drei Zahnräder starr befestigten sind, welche mittels Zahnradketten und Zahnräder an den Segelflächen eine genau definierte Drehung der Segelflächen (gemäß Anspruch 1) bei einer Drehung der Dreieckskonstrucktion herbeiführt.Wind power plant, characterized by control or Alignment of sail surfaces over the second Wave at the top of a rigid wind vane is fixed, and at the lower (visible) end of which three gears are rigidly fastened, which by means of gear chains and gears on the sail surfaces a well-defined rotation of the sail surfaces (according to claim 1) during a rotation the Dreieckskonstrucktion brought about. Windkraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung zwar über Zahnräder und Ketten erfolgt, jedoch bei großdimensionierten Windkraftwerken die Steuerung gemäß Anspruch 1 auch mittels elektronik über Servomotore bzw. Elektromotore mit Getriebe erfolgen kann.Wind power plant according to claim 2, characterized in that that the controller over though gears and chains, but in large-scale wind power plants the controller according to claim 1 also via electronics Servo motors or electric motors can be done with gear. Windkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet das drei gleichgroße Segelflächen, die mittig (oben und unten) an den jeweiligen Eckpunkten zweier Dreieckskonstruktionen (oben und unten) gelagert sind und mit diesen um eine senkrechte Achse kreisen und dabei mit halber Drehzahl in entgegengesetzter Drehrichtung rotieren. Wobei bei Windkraftanlagen mit einer gesamt Segelfläche von mehr als acht Quadratmeter die obere und die untere Dreieckskonstruktion in ihrem Zentrum mittels Speichen fest mit einer senkrecht stehenden Welle verbunden sind, und die Einstellung der Segelflächen über je einen Elektromotor und Getriebe erfolgt, die wiederum ihre Steuerungung von einer Windfahne (kann abseits der Windkraftanlage montiert sein) und einem elektronischen Geber beziehen.Wind power plant according to claim 1, characterized the same three Sail areas, the middle (top and bottom) at the respective vertices of two Triangular structures (top and bottom) are stored and with these revolve around a vertical axis while driving at half speed rotate opposite direction of rotation. Wherein with wind turbines with a total sail area of more than eight square meters the upper and lower triangle construction in its center by means of spokes fixed with a vertical Wave are connected, and the setting of the sail areas over each one Electric motor and transmission takes place, in turn, their control from a wind vane (can be mounted off the wind turbine) and an electronic dealer. Windkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segelflächen zwar gleich groß sind, jedoch zur Anpassung der Windgeschwindigkeit und der Sturmsicherung die Segel anhand von je einer Welle die an der unteren Dreieckskonstruktion waggerecht drehbar gelagert und elektrisch betätigt werden und somit ermöglichen die Segel nach unten einzurollen um die Segelgröße der Windgeschwindigkeit anpassen.Wind power plant according to claim 1, characterized that the sail surfaces are the same size, however, to adjust the wind speed and storm protection the sails based on one wave at the lower triangle construction dare rotatably mounted and electrically operated and thus allow roll down the sails by the sail size of the wind speed to adjust.
DE202006016767U 2006-02-04 2006-10-21 Wind power station, has lower and upper triangle constructions fixedly and rotatably connected with external and internal vertically standing pipes, respectively, where internal pipe has function to align plate sail by wind vane Expired - Lifetime DE202006016767U1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE202010002046U1 (en) 2010-02-09 2011-06-09 Matsak, Anatolij, Dipl.-Ing., 30177 Computer controlled wind turbine Matsak

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DE202010002046U1 (en) 2010-02-09 2011-06-09 Matsak, Anatolij, Dipl.-Ing., 30177 Computer controlled wind turbine Matsak

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