DE202008016665U1 - Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern - Google Patents

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Abstract

Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern einer Windkraftanlage, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Rotornabe (1) des Horizontalachsen-Rotors (2) zwischen 2 nebeneinander liegenden Rotorblättern (3, 4 bzw. 4, 5; 3, 5) mindestens eines Paares besagter Rotorblätter zumindest ein Daumen (6 bzw. 7, 8) mit wenigstens einem Ergänzungsrotorblatt (9 bzw. 10, 11) befestigt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern einer Windkraftanlage.
  • Es sind bereits mehrere technische Lösungen bekannt, um Windkraftanlagen mittels Horizontalachsen-Rotoren mit jeweils mehreren Rotorblättern in Gang zu bringen.
  • Bei nicht verstellbaren Rotorblättern gibt es kein Problem, eine Vielzahl von denen an der Rotornabe des Horizontalachsen-Rotors anzubringen, wie dies z. B. im Buch von Horst Crome „Windenergie-Praxis", 4. Auflage (Staufen bei Freiburg: ökobuch Verl., '1994' ISBN 3-922964-40-0), S. 10, Abb. 1, S. 98, Abb. 80 vorgezeigt ist.
  • In bekannten den Aufbau der Rotornabe von Horizontalachsen-Rotoren darstellenden Lösungen und in den in Betrieb befindlichen Windenergieanlagen mit verstellbaren Rotorblättern der Horizontalachsen-Rotoren ist eine Anzahl der besagten Rotorblätter von 3 begrenzt, was aus DE 19720025 A1 und aus dem Buch von Erich Hau „Windkraftanlagen: Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit", 2. Aufl. (Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York '1996' ISBN 3-540-57430-1), S. 218, Bild 8.2 erkennbar ist. Eine weitere Erhöhung der Anzahl der Rotorblätter würde den Aufbau der Rotornabe wesentlich komplizieren und zur Stirnflächenerweiterung der Rotornabe und infolgedessen zu einem Schwund der Wirksamkeit der Windkraftanlage führen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen einfachen wirkungsvollen Horizontalachsen-Rotor, zahlreiche und darunter auch verstellbare Rotorblätter aufweisend, zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird mit der Merkmalen des 1. Schutzanspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist zumindest ein Daumen mit wenigstens einem Ergänzungsrotorblatt an einer Rotornabe des Horizontalachsen-Rotors zwischen 2 nebeneinander liegenden Rotorblättern mindestens eines Paares besagter Rotorblätter befestigt. Wenigstens ein Daumen kann einen Winkel zwischen 2 nebeneinander liegenden Rotorblättern bzw. einem Rotorblatt und anderem Daumen halbieren. Mindestens ein Ergänzungsrotorblatt kann die Form des Rotorblatts bzw. Peripherieteils vom Rotorblatt oder eines beliebigen anderen Teiles vom Rotorblatt aufweisen. Zumindest ein Daumen kann von der Drehebene der Rotorblätter längs der Drehachse des Horizontalachsen-Rotors versetzt und/oder gekrümmt bzw. gekröpft und/oder gabelförmig ausgeführt werden und die an seinen Zinken wenigstens 2 untergebrachten Ergänzungsrotorblätter tragen. Mindestens ein Ergänzungsrotorblatt kann von der Drehebene der Rotorblätter längs der Drehachse des Horizontalachsen-Rotors versetzt werden. Wenigstens ein Ergänzungsrotorblatt kann an einem Daumen bzw. einer Zinke des Daumens schwenkbar angelenkt und mittels eines die Winkelstellung dieses Ergänzungsrotorblatts steuernden Getriebes mit einem neben diesem Ergänzungsrotorblatt liegenden Rotorblatt verbunden werden. Wenigstens ein Rotorblatt kann mittels der 2 steuernden Getriebe mit den neben diesem Rotorblatt angeordneten 2 Ergänzungsrotorblätter verbunden sein. Zumindest ein Ergänzungsrotorblatt kann mittels eines steuernden Getriebes mit anderem neben liegenden Ergänzungsrotorblatt verbunden wird. Mindestens ein steuerndes Getriebe kann selbst ein Gestänge vorstellen.
  • Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
  • 1, 2, 3, 4 – Vorderansichten auf die Horizontalachsen-Rotoren mit 3 Rotorblättern und 3 Ergänzungsrotorblättern der unterschiedlichen Ausgestaltungen
  • 5 – Draufsicht auf ein am gekröpften Daumen angebrachtes Ergänzungsrotorblatt und ein mit diesem Ergänzungsrotorblatt verbundenes Rotorblatt von 4
  • 6 – Vorderansicht auf den Horizontalachsen-Rotor mit 2 Rotorblättern und 4 Ergänzungsrotorblättern
  • 7, 8 – Vorderansichten auf den Horizontalachsen-Rotoren mit 2 Rotorblättern und 6 Ergänzungsrotorblättern in Arbeits- und Fahnenstellung entsprechend
  • An einer Rotornabe 1 eines Horizontalachsen-Rotors 2 sind verstellbare Rotorblätter 3, 4, 5 angebracht und Daumen 6, 7, 8 mit an letzten festgehaltenen Ergänzungsrotorblättern 9, 10, 11 befestigt. Eine Ergänzungsrotorblattachse 12 halbiert einen Winkel q zwischen Rotorblattachsen 13, 14 der Rotorblätter 3, 4. Die Daumen 6, 7, 8 und die Ergänzungsrotorblätter 9, 10, 11 sind längs der Drehachse G des Horizontalachsen-Rotors 2 hinter die Drehebene der Rotorblätter 3, 4, 5 verschoben, dadurch gibt es kein Problem, die Daumenwurzeln an der Rotornabe 1 anzubringen. Die Ergänzungsrotorblätter 15, 16, 17 wiederholen die Form der Rotorblätter 18, 19, 20 des Horizontalachsen-Rotors 21 und sind an ihrer Daumen 22, 23, 24 schwenkbar angebracht, von denen jeder 15 bzw. 16, 17 mittels eines steuernden Getriebes 25 bzw. 26, 27 mit seinem Rotorblatt 18 bzw. 19, 20 verbunden ist. Die Ergänzungsrotorblätter 28, 29, 30 eines Horizontalachsen-Rotors 31 sind analog den Ergänzungsrotorblättern 15, 16, 17 verstellbar und weisen die Form des Wurzelteils der Rotorblätter 32, 33, 34 auf. Die verstellbaren Ergänzungsrotorblätter 35, 36, 37 eines Horizontalachsen-Rotors 38 sind in der Form des Peripherieteils der Rotorblätter 39, 40, 41 ausgeführt und an den gekröpften Daumen 42, 43, 44 schwenkbar angebracht. Die Ebene A der Achsen der Wurzelschenkel 45, 46, 47 von den Daumen 42, 43, 44 befindet sich in einem Abstand f von der Drehebene B der Rotorblätter 39, 40, 41 (und gegebenenfalls der Achsen der Ergänzungsrotorblätter 35, 36, 37). Ein Antriebshebel 48 des Gestänges 49 ist am Rotorblatt 39 ebenso wie ein getriebener Hebel 50 am Ergänzungsrotorblatt 35 befestigt. Da der Antriebshebel 48 und der getriebene Hebel 50 des Gestänges 49 in verschiedenen sich querenden Ebenen C, D liegen, verbindet eine Stange 51 ihre freien Enden mittels Kugelgelenken 52, 53. Die Rotorblätter 54, 55 des Horizontalachsen-Rotors 56 sind mittels der steuernden Getriebe 57, 58, 59, 60 mit den Ergänzungsrotorblättern 63, 64, 65, 66 verbunden und jedes Rotorblatt 54 bzw. 55 wendet gleichzeitig 2 Ergänzungsrotorblätter. Dabei befinden sich die Getriebe 57, 59 auf Luv des Horizontalachsen-Rotors 56 und die Getriebe 58, 60 auf Lee. Zu einem Horizontalachsen-Rotor 71 gehören 2 Rotorblätter 72, 73 und 6 Ergänzungsrotorblätter 74–79, von denen die Ergänzungsrotorblätter 75, 76, 77 an den Zinken 80, 81, 82 des gabelförmigen Daumens 83 ebenso wie die Ergänzungsrotorblätter 74, 78, 79 an den Zinken 84, 85, 86 des gabelförmigen Daumens 87 schwenkbar angebracht sind. Die Ergänzungsrotorblätter 74, 75 bzw. 77, 78 sind unmittelbar und die Ergänzungsrotorblätter 76 bzw. 79 durch ein Getriebe 88 bzw. 89 vom Rotorblatt 72 bzw. 73 gesteuert. Eine Fahnenstellung der Blätter 72–79 stellen die Blätter 72'–79' dar, wobei alle Antriebshebel und getriebenen Hebel der Gestänge 88–93 in die Lagen der Antriebshebel und getriebenen Hebel der Gestänge 88'–93' gedreht sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19720025 A1 [0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Horst Crome „Windenergie-Praxis", 4. Auflage (Staufen bei Freiburg: ökobuch Verl., '1994' ISBN 3-922964-40-0), S. 10, Abb. 1, S. 98, Abb. 80 [0003]
    • - Erich Hau „Windkraftanlagen: Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit", 2. Aufl. (Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York '1996' ISBN 3-540-57430-1), S. 218, Bild 8.2 [0004]

Claims (13)

  1. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern einer Windkraftanlage, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Rotornabe (1) des Horizontalachsen-Rotors (2) zwischen 2 nebeneinander liegenden Rotorblättern (3, 4 bzw. 4, 5; 3, 5) mindestens eines Paares besagter Rotorblätter zumindest ein Daumen (6 bzw. 7, 8) mit wenigstens einem Ergänzungsrotorblatt (9 bzw. 10, 11) befestigt ist.
  2. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Daumen (6 bzw. 61) einen Winkel (q bzw. y) zwischen nebeneinander liegenden Rotorblättern (3, 4) bzw. einem Rotorblatt (54) und anderem Daumen (62) halbiert.
  3. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ergänzungsrotorblatt (15 bzw. 16, 17) die Form des Rotorblatts (18) wiederholt.
  4. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ergänzungsrotorblatt (28 bzw. 29, 30) die Form des Teiles vom Rotorblatt (32) aufweist.
  5. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ergänzungsrotorblatt (35 bzw. 36, 37) in der Form des Peripherieteils vom Rotorblatt (39) ausgeführt ist.
  6. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Daumen (42 bzw. 43, 44) bzw. sein Wurzelschenkel (45) von der Drehebene (B) der Rotorblätter (39, 40, 41) längs der Drehachse (F) des Horizontalachsen-Rotors (38) versetzt wird.
  7. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Daumen (42 bzw. 43, 44) gekrümmt bzw. gekröpft ausgeführt ist.
  8. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ergänzungsrotorblatt (9 bzw. 10, 11) von der Drehebene der Rotorblätter (3, 4, 5) längs der Drehachse (G) des Horizontalachsen-Rotors (2) versetzt wird.
  9. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Daumen (83 bzw. 87) gabelförmig ausgeführt ist und die an seinen Zinken (80, 81, 82 bzw. 84, 85, 86) wenigstens 2 untergebrachten Ergänzungsrotorblätter (75, 76, 77 bzw. 74, 78, 79) trägt.
  10. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ergänzungsrotorblatt (15 bzw. 16, 17) an seinem Daumen (22 bzw. 23, 24) bzw. der Zinke des Daumens schwenkbar angelenkt und mittels eines die Winkelstellung dieses Ergänzungsrotorblatts (15 bzw. 16, 17) steuernden Getriebes (25 bzw. 26, 27) mit einem neben diesem Ergänzungsrotorblatt (15 bzw. 16, 17) liegenden Rotorblatt (18 bzw. 19, 20) verbunden ist.
  11. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rotorblatt (54 bzw. 55) mittels der 2 steuernden Getriebe (57, 58 bzw. 59. 60) mit den neben diesem Rotorblatt (54) angeordneten 2 Ergänzungsrotorblätter (63, 64 bzw. 65, 66) verbunden ist.
  12. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ergänzungsrotorblatt (76 bzw. 79) mittels eines steuernden Getriebes (90 bzw. 92) mit anderem neben liegenden Ergänzungsrotorblatt (75 bzw. 78) verbunden ist.
  13. Horizontalachsen-Rotor mit verstellbaren Rotorblättern nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein steuerndes Getriebe (49) selbst ein Gestänge (48–51–50) vorstellt.
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Erich Hau "Windkraftanlagen: Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit", 2. Aufl. (Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York '1996' ISBN 3-540-57430-1), S. 218, Bild 8.2
Horst Crome "Windenergie-Praxis", 4. Auflage (Staufen bei Freiburg: ökobuch Verl., '1994' ISBN 3-922964-40-0), S. 10, Abb. 1, S. 98, Abb. 80

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