DE202009012104U1 - Wind turbine with radially adjustable rotor blades - Google Patents

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Abstract

Windkraftanlage mit einer drehbar gelagerten Nabe, an der Rotorblätter angelenkt sind, die durch die Windkraft entgegen der Kraft eines Federelements in radialer Richtung verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Nabe (12) in koaxialer Anordnung ein axial verschiebliches Gleitstück (24) sitzt, mit dem ein jedes Rotorblatt (20) über einen Gelenkhebel (26) verbunden ist, und daß die radiale Verstellbewegung der Rotorblätter (20) schwingungsgedämpft ist.Wind turbine with a rotatably mounted hub, are hinged to the rotor blades, which are adjustable by the wind force against the force of a spring element in the radial direction, characterized in that on the hub (12) in coaxial arrangement an axially displaceable slider (24) sits, to which each rotor blade (20) via a hinge lever (26) is connected, and in that the radial displacement movement of the rotor blades (20) is vibration-damped.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit einer drehbar gelagerten Nabe, an der Rotorblätter angelenkt sind, die durch die Windkraft entgegen der Kraft eines Federelements in radialer Richtung verstellt werden können.The The invention relates to a wind turbine with a rotatably mounted Hub, are hinged to the rotor blades, through the Wind force adjusted against the force of a spring element in the radial direction can be.

Eine solche Windkraftanlage ist aus der DE 0 956 390 B bekannt. Die Rotorblätter der Windkraftanlage werden bei Windstille durch die Kraft verhältnismäßig weich vorgespannter Regelfedern in einer gegen die Nabe geneigten Anlaufstellung gehalten. Sie werden bei einsetzendem Wind durch Fliehkraftwirkung in eine Vollaststellung verschwenkt, in der sie bezüglich der Nabe steiler angestellt sind. Wenn die Windgeschwindigkeit den durch die Federspannung der Regelfedern bestimmten Normalwert übersteigt, werden durch die weitere Auswärtsbewegung der Rotorblätter härter vorgespannte Federn wirksam, die die Rotorblätter in eine gegen die Nabe flach angestellte Drosselstellung zurückschwenken.Such a wind turbine is out of the DE 0 956 390 B known. The rotor blades of the wind turbine are held in calm conditions by the force of relatively soft-biased control springs in a tilted against the hub start-up position. They are pivoted at the onset of wind by centrifugal force in a full load position in which they are employed with respect to the hub steeper. When the wind speed exceeds the normal value determined by the spring tension of the control springs, harder pretensioned springs act by the further outward movement of the rotor blades, which pivot the rotor blades back into a throttle position which is set flat against the hub.

Die radiale Verstellung der Rotorblätter einer Windkraftanlage hat nur wenig Eingang in die Praxis gefunden. Sie ist aber für spezielle Anwendungen durchaus attraktiv. Zu denken ist an Windkraftanlagen von niedriger elektrischer Leistung in einer häufig sturmgepeitschten Umgebung, beispielsweise off-shore Windkraftanlagen zur elektrischen Energieversorgung von Fischfarmen an der Meeresküste.The radial adjustment of the rotor blades of a wind turbine has found little entry into the practice. But she is for special applications quite attractive. To think about wind turbines of low electrical power in a frequently storm-lashed Environment, such as off-shore wind turbines for electrical Energy supply of fish farms at the seashore.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Windkraftanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die unaufwendig im Aufbau, robust, wartungsarm und absolut sturmtauglich ist.task The invention is a wind turbine of the aforementioned To create kind, the unaufaufig in the structure, robust, low-maintenance and is absolutely suitable for the storm.

Bei der diese Aufgabe lösenden Windkraftanlage sitzt auf der Nabe in koaxialer Anordnung ein axial verschiebliches Gleitstück, mit dem ein jedes Rotorblatt über einen Gelenkhebel verbunden ist. Die radiale Verstellbewegung der Rotorblätter ist schwingungsgedämpft.at the task solving wind turbine sits on the Hub in coaxial arrangement an axially displaceable slider, with the one each rotor blade connected via a toggle lever is. The radial adjustment movement of the rotor blades is vibration-damped.

Dank der radialen Verstellbarkeit der Rotorblätter paßt sich die Windangriffsfläche der Windkraftanlage den herrschenden Windverhältnissen selbsttätig an. Die Schwingungsdämpfung der radialen Verstellbewegung wirkt Überreaktionen z. B. beim Einfall einer Bö entgegen.thanks the radial adjustability of the rotor blades fits The wind attack surface of the wind turbine prevailed Wind conditions on automatically. The vibration damping the radial adjustment acts overreactions z. For example Incidence of a gust.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die von der radialen Stellbewegung der Rotorblätter abgeleitete axiale Verschiebebewegung des Gleitstücks schwingungsgedämpft.at a preferred embodiment is that of the radial Positioning movement of the rotor blades derived axial displacement movement of the slider vibration damped.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein jeder Gelenkhebel in Längsrichtung ein- und ausfahrbar und in seiner Ein- und Ausfahrbewegung schwingungsgedämpft.at A preferred embodiment is each articulated lever longitudinally extendable and retractable and in its and extension movement vibration damped.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Federelement Teil eines oder mehrerer Federbeine(s) mit einem hydraulischen Teleskop-Schwingungsdämpfer. Geeignete Federbeine sind von Motorrädern her bekannt.at a preferred embodiment is the spring element Part of one or more struts (s) with a hydraulic telescopic vibration damper. Suitable struts are known from motorcycles ago.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform greifen an dem Gleitstück mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilte Federbeine an.at a preferred embodiment engage on the slider several, evenly over the circumference distributed struts.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein jeder Gelenkhebel mit einem einzelnen Federbein versehen.at A preferred embodiment is each articulated lever provided with a single strut.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sitzt der Rotor eines elektrischen Generators unmittelbar auf der Nabe der Windkraftanlage. In dieser Konfiguration wird ein optimaler Wirkungsgrad erreicht. Der Rotor des Generators kann aber auch über ein Getriebe mit der Nabe verbunden sein.at In a preferred embodiment, the rotor is seated electric generator directly on the hub of the wind turbine. In this configuration, optimum efficiency is achieved. The rotor of the generator can also have a gearbox be connected to the hub.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Abbildungen 1 und 2 zeigen in schematischer Seitenansicht das Windrad je einer Windkraftanlage.The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments. The pictures 1 and 2 show a schematic side view of the wind turbine each a wind turbine.

Teil der Windkraftanlagen ist eine zentrale Achse 10, die sich im wesentlichen horizontal erstreckt. Auf der Achse 10 ist ein Windrad drehbar gelagert. Das Windrad hat eine Nabe 12, die starr mit einer koaxial auf der Achse sitzenden Welle 14 verbunden ist. Lager für die Nabe 12 und die Welle 14 sind bei 16 und 18 angedeutet.Part of the wind turbines is a central axis 10 which extends substantially horizontally. On the axis 10 a wind turbine is rotatably mounted. The windmill has a hub 12 that are rigid with a coaxially seated shaft 14 connected is. Bearing for the hub 12 and the wave 14 are at 16 and 18 indicated.

Die Rotorblätter 20 des Windrads sind bei 22 an die Nabe 12 angelenkt. Sie lassen sich um die Gelenkachse in radialer Richtung verschwenken.The rotor blades 20 the windmill are at 22 to the hub 12 hinged. They can be pivoted about the hinge axis in the radial direction.

Auf der Welle 14 sitzt in koaxialer Anordnung ein axial verschiebliches Gleitstück 24. Ein jedes Rotorblatt 20 ist mit einem Gelenkhebel 26 an dem Gleitstück 24 angelenkt. Mit der radialen Schwenkbewegung der Rotorblätter 20 geht eine axiale Verschiebebewegung des Gleitstücks 24 an der Welle 14 einher.On the wave 14 sits in coaxial arrangement an axially displaceable slider 24 , One each rotor blade 20 is with a toggle lever 26 on the slider 24 hinged. With the radial pivoting movement of the rotor blades 20 goes an axial displacement movement of the slider 24 on the shaft 14 associated.

Bei 1 ist das Gleitstück 24 mit mehreren, gleichmäßig über den Umfang der Achse 10 verteilten Federbeinen 28 an einem achsfesten Stützring 30 abgefangen. Die Federbeine 28 kombinieren einen hydraulischen Teleskop-Schwingungsdämpfer mit einer darum liegenden Schraubendruckfeder. Einschlägige Federbeine sind aus der Fahrwerkstechnik von Fahrzeugen bekannt.at 1 is the slider 24 with several, evenly over the circumference of the axis 10 distributed struts 28 on an axle-fixed support ring 30 intercepted. The struts 28 combine a hydraulic telescopic damper with a helical compression spring. Relevant struts are known from the chassis technology of vehicles.

Bei 2 ist in einen jeden Gelenkhebel 26 ein Federbein 28 eingefügt. Dadurch lassen sich die Gelenkhebel 26 in Längsrichtung ein- und ausfahren. Diese Bewegung ist angefedert und schwingungsgedämpft. Das Gleitstück 24 ist auf der Welle 14 axial frei beweglich.at 2 is in each toggle lever 26 a strut 28 inserted. This allows the toggle lever 26 move in and out in the longitudinal direction. This movement is spring-loaded and vibration-damped. The slider 24 is on the wave 14 axial versatile.

1010
Achseaxis
1212
Nabehub
1414
Wellewave
1616
Lagercamp
1818
Lagercamp
2020
Rotorblattrotor blade
2222
Gelenkjoint
2424
Gleitstückslide
2626
Gelenkhebelarticulated lever
2828
Federbeinstrut
3030
Stützringsupport ring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (8)

Windkraftanlage mit einer drehbar gelagerten Nabe, an der Rotorblätter angelenkt sind, die durch die Windkraft entgegen der Kraft eines Federelements in radialer Richtung verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Nabe (12) in koaxialer Anordnung ein axial verschiebliches Gleitstück (24) sitzt, mit dem ein jedes Rotorblatt (20) über einen Gelenkhebel (26) verbunden ist, und daß die radiale Verstellbewegung der Rotorblätter (20) schwingungsgedämpft ist.Wind turbine with a rotatably mounted hub, are articulated to the rotor blades, which are adjustable by the wind force against the force of a spring element in the radial direction, characterized in that on the hub ( 12 ) in coaxial arrangement an axially displaceable slider ( 24 ), with which each rotor blade ( 20 ) via a toggle lever ( 26 ), and that the radial adjustment movement of the rotor blades ( 20 ) is vibration damped. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der radialen Verstellbewegung der Rotorblätter (20) abgeleitete axiale Verschiebebewegung des Gleitstücks (24) schwingungsgedämpft ist.Wind turbine according to claim 1, characterized in that the of the radial adjustment movement of the rotor blades ( 20 ) derived axial sliding movement of the slider ( 24 ) is vibration damped. Windkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder Gelenkhebel (26) in Längsrichtung ein- und ausfahrbar und in seiner Ein- und Ausfahrbewegung schwingungsgedämpft ist.Wind turbine according to claim 1 or 2, characterized in that each articulated lever ( 26 ) in the longitudinal direction and retractable and is vibration damped in its retraction and extension movement. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement Teil eines oder mehrerer Federbeine(s) (28) mit einem hydraulischen Teleskop-Schwingungsdämpfer ist.Wind turbine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring element is part of one or more struts (s) ( 28 ) with a hydraulic telescopic vibration damper. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gleitstück (24) mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilte Federbeine (28) angreifen.Wind turbine according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the slider ( 24 ) several, evenly distributed over the circumference struts ( 28 attack). Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder Gelenkhebel (26) mit einem einzelnen Federbein (28) versehen ist.Wind turbine according to one of claims 1 to 5, characterized in that each articulated lever ( 26 ) with a single strut ( 28 ) is provided. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Nabe (12) der Rotor eines elektrischen Generators sitzt.Wind turbine according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the hub ( 12 ) the rotor of an electric generator sits. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor eines elektrischen Generators über ein Getriebe mit der Nabe (12) verbunden ist.Wind turbine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rotor of an electric generator via a gear with the hub ( 12 ) connected is.
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