DE218252C

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Publication number: DE218252C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVl 218252 - KLASSE 88 c. GRUPPE - JVl 218252 - CLASS 88 c. GROUP

KARL EDVIN NEREN in STOCKHOLM.KARL EDVIN NEREN in STOCKHOLM.

° 14. Dezember 1900 ° December 14, 1900

Vorliegende Erfindung betrifft eine Regelungsvorrichtung für Windmotoren zur Erzielung einer bei veränderlicher Windstärke bzw. veränderlicher Belastung des Motors stets gleichbleibenden Geschwindigkeit, vorausgesetzt, daß die Belastung diejenige Maximalleistung, welche der Windmotor bei der herrschenden Windstärke zu entwickeln vermag, nicht übersteigt.The present invention relates to a control device for wind motors to achieve a variable wind strength or variable load on the motor constant speed, provided that the load is the one Maximum power that the wind engine can develop at the prevailing wind strength capable of not exceeding.

. Windmotoren sind auch zum Treiben von elektrischen Generatoren bei sogenannten Windelektrizitätswerken benutzt worden; hierbei hat sich das Bedürfnis einer mit beinahe konstanter Geschwindigkeit laufenden Kraftmaschine immer stärker geltend ge-. macht. Mehrere Versuche sind zwar getaacht worden, um einen solchen Windmotor herzustellen, sie sind aber mehr oder weniger gescheitert. Nur wenn der Motor mit konstanter Belastung bei einer gewissen Mindestwertgeschwindigkeit des Windes (gewöhnlich 8 m pro Sekunde oder mehr) arbeitete, ist ein Erfolg erzielt worden, sobald aber die Belastung schwankte, änderte sich sofort die Geschwindigkeit des Motors. Dies beruht auf den mangelhaften Regelungsvorrichtungen, die bei Motoren dieser Art bisher benutzt wurden, und bei welchen lediglich der Druck auf das Rad, d. h. die Leistung des Motors, geregelt wurde. In den meisten Fällen gründen sich diese Regelungsvorrichtungen darauf, daß das. Wind motors are also used to drive electrical generators at so-called Wind power plants used; here the need one with almost constant speed running engine increasingly valid. power. Several attempts have been made to produce such a wind engine, but they more or less failed. Only when the motor is under constant load at a certain minimum value speed of the wind (usually eight feet per second or more), success has been achieved, but as soon as the load swayed, the speed of the engine changed immediately. This is due to the defective Control devices previously used on engines of this type and in which only the pressure on the wheel, d. H. the power of the engine, regulated became. In most cases, these regulating devices are based on the fact that the

Windrad je nach der Windstärke in Ebenen gedreht wird, die mit der Windrichtung einen größeren oder kleineren Winkel bilden. Hierdurch wird die Regelung naturgemäß nicht von der Geschwindigkeit des Motors abhängig. Die Regelung ist indessen auch vermittels eines"direkt vom Windrad aus getriebenen Schwungkugelreglers bewirkt worden; da indessen das Windrad große Trägheit besitzt, wird diese Regelung naturgemäß sehr unempfindlich werden, so daß auch in diesem Fall die Regelung kaum als abhängig von der ■Drehgeschwindigkeit, des Windrades bezeichnet werden kann.Depending on the wind speed, the wind turbine is rotated in planes that correspond to the wind direction make larger or smaller angles. Naturally, this does not result in the regulation depends on the speed of the motor. However, the regulation is also mediated a "flywheel regulator driven directly from the wind turbine has been effected; however, since the wind turbine has great inertia, this regulation is naturally very great become insensitive, so that in this case too the scheme is hardly dependent on the ■ speed of rotation of the wind turbine can be designated.

Vorliegende Erfindung betrifft nun. eine Regelungsvorrichtung für Windmotoren, die von der Geschwindigkeit des Motors abhängig ist. 'The present invention now relates. a regulating device for wind motors that depends on the speed of the motor. '

Die Erfindung besteht hauptsächlich in einer besonderen Verbindung eines Geschwindigkeitsreglers, wie z. B. eines Schwungkugelreglers und eines an sich bekannten, zweckmäßig vor dem Motorwindrad angebrachten Hilfswindrades mit verstellbaren Flügeln, die an der einen Seite mit dem Geschwindigkeitsregler und an der anderen Seite mit den verstellbaren Flügeln des Motorwindrades verbunden sind, wodurch sie imstande sind, die letzterwähnten Flügel in denjenigen Winkel zur Windrichtung einzustellen, welcher der Größe der durch den GeschwindigkeitsreglerThe invention consists mainly in a special connection of a speed controller, such as B. a flyball regulator and one known per se, expediently attached in front of the motor wind turbine Auxiliary wind turbine with adjustable blades, which on one side with the speed regulator and connected on the other side to the adjustable blades of the motor wind turbine are, whereby they are able to adjust the last-mentioned blades at the angle to the wind direction which the Size of the speed regulator

bewirkten Drehung des Hilfswindrades in der einen oder anderen Richtung entspricht.caused rotation of the auxiliary pulley in one direction or the other corresponds.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform eines Windmotors gemäß der Erfindung dargestellt worden. Fig. ι zeigt den Windmotor mit dem Gestell in Seitenansicht. Fig. 2 ist eine Vorderansicht des Motors. Fig. 3 a, .3 b und 3 c sind Diagramme, welche die Flügelstellungen des Hilfs- oder Reglerwindrades bei verschiedenen Geschwindigkeiten der Motorwelle dar-. stellen. Fig. 4 ist ein Detail, welches in größerem Maßstabe einen Längsschnitt, der Übertragungsvorrichtung vom ReglerwindradOn the accompanying drawing is an exemplary embodiment of a wind motor has been presented according to the invention. Fig. Ι shows the wind engine with the Frame in side view. Fig. 2 is a front view of the engine. Fig. 3 a, 3 b and 3 c are diagrams showing the blade positions of the auxiliary or governor wind turbine at different Speeds of the motor shaft. place. Fig. 4 is a detail, which in larger Scale a longitudinal section, the transmission device from the governor wind turbine

!5 zeigt. Fig. 5 ist eine Vorderansicht derselben Vorrichtung. Fig. 6 ist eine Vorderansicht des Geschwindigkeitsreglers. Die Fig. Ja und 7 b sind schematische Darstellungen der Motorradflügel in den beiden Endlagen derselben. Die Fig. 8 a und 8 b zeigen in zwei zueinander senkrechten Stellungen einen Teil des Motorwindrades mit den Befestigungsbogen für die Flügel.! 5 shows. Fig. 5 is a front view of the same device. Fig. 6 is a front view of the cruise control. Figs. Ja and 7b are schematic representations of the motorcycle wings in the two end positions of the same. FIGS. 8 a and 8 b show, in two mutually perpendicular positions, part of the motor wind turbine with the fastening bows for the blades.

Auf der Zeichnung ist vor dem Motorwindrad ein kleines Hilfswindrad (Reglerwindrad) angebracht, das zur Einstellung der Flügel des Motorwindrades dient. Die Flügel-1, ι des Reglerwindrades sind an Armen 2 befestigt. Die Arme 2 sind in den an der Scheibe 3 angebrachten Lagern 4 drehbar gelagert. Die Flügel 1, 1 sind durch drehbare Gestänge 7 mit einer unter der Wirkung einer Feder stehenden Stange 8, die durch die hohle Motorwelle 6 hindurchgeht, verbunden. Die Stange 8 ist durch Seile 9 o. dgl. mit einem Schwungkugelregler verbunden, der zweckmäßig aus zwei exzentrisch gelagerten Gewichten 11 besteht, die an einem Zahnrad 12 befestigt sind, das durch Übertragung von der Motorwelle gedreht wird. Während des Ganges des Motors übt der ■Schwungkugelregler einen Zug auf die Stange 9 entgegen der Wirkung der Feder 21 aus.On the drawing there is a small auxiliary wind turbine (regulator wind turbine) in front of the motor wind turbine attached, which is used to adjust the blades of the motor wind turbine. The wing-1, ι of the regulator wind turbine are attached to arms 2. The arms 2 are in the on the disk 3 mounted bearings 4 rotatably mounted. The wings 1, 1 are rotatable by Linkage 7 with a rod 8 under the action of a spring, which passes through the hollow Motor shaft 6 passes through, connected. The rod 8 is by ropes 9 o. The like. With a Flyball regulator connected, which expediently consists of two eccentrically mounted weights 11, which are attached to a gear 12, which is transmitted by the Motor shaft is rotated. While the engine is running, the flyball regulator works a train on the rod 9 against the action of the spring 21 from.

Die Scheibe 3 ist an einer Spindel 13 (Fig. 4) befestigt, die in der Motorwelle 6 sowie in einer an der fraglichen Welle befestigten Büchse 15 gelagert ist. Die Spindel 13 ist an einem Teil 14 mit Schraubenwindungen versehen und bildet eine endlose Schraube.The disc 3 is attached to a spindle 13 (Fig. 4) which is in the motor shaft 6 as well is mounted in a sleeve 15 attached to the shaft in question. The spindle 13 is provided on a part 14 with screw turns and forms an endless screw.

Die Büchse 15 ist mit Lagern 17 für eine Achse 18 versehen, die ein in die Schraube eingreifendes Schraubenrad 19 sowie Seilscheiben 20 trägt. Die Drehbewegung der Seilscheiben wird durch Seile 23 o. dgl. an eine Reihe von Bogen 24 übertragen, deren Drehzapfen 25 in Lagern 27 im Rahmen des Motorwindrades getragen werden. Die Flügel 22 des Motorwindrades sind an den Bogen 24 befestigt. Eine Feder 28, die in der Seilreihe angebracht ist, dient als Sicherheitsventil, um das öffnen der Windfläche des Rades zu gestatten, wenn der Luftdruck darauf über eine gewisse Grenze steigt.The sleeve 15 is with bearings 17 for a Axis 18 is provided, which has a helical gear 19 engaging in the screw and pulleys 20 wears. The rotary movement of the pulleys is controlled by ropes 23 or the like transmit a series of arches 24, the pivot 25 of which is in bearings 27 under the Motor wind turbine are carried. The blades 22 of the motor wind turbine are on the arch 24 attached. A spring 28, which is attached to the row of cables, serves as a safety valve, to allow the wind face of the wheel to open when the air pressure is on it rises above a certain limit.

Um erforderlichenfalls das Einstellen der Flügel des Reglerwindrades von Hand zu ermöglichen, geht ein Seil 29 ο. dgl. vom Regler bis auf den Boden herab.In order to enable the blades of the governor wind turbine to be adjusted by hand if necessary, goes a rope 29 ο. Like. From the controller down to the floor.

Die beschriebene Reglervorrichtung wirkt in der folgenden Weise. Bei einer niedrigen Geschwindigkeit der Motorwelle 6 ist der Schwungkugelre'gler nicht imstande, die Feder 21 zusammenzudrücken, wobei die Flügel des Reglerwindrades die in Fig. 3 a dargestellte Lage einnehmen. Das Reglerwindrad dreht sich dabei in der Pfeilrichtung (Fig. 3a). Wenn die Geschwindigkeit bis auf die normale steigt, drückt der Regler die Feder zusammen, wie in Fig. 3 b dargestellt, wo die Flügel des Reglerwindrades sich in einer zur Windrichtung senkrechten Lage befinden. In diesem Falle übt der Wind keine Drehwirkung auf das Reglerwindrad aus, so daß dieses demzufolge stillsteht. Wenn die Geschwindigkeit des Motors die normale übersteigt, wird die Feder 21 noch mehr zusammengedrückt, wobei die Flügel des Reglerwindrades die in Fig. 3 c dargestellte Stellung einnehmen. Die Drehrichtung des Reglerwindrades ist nun der vorigen entgegengesetzt, wie durch den Pfeil angedeutet. Die Drehbewegung des Reglerwindrades wird durch die Schraube 14 und das Schraubenrad 19 auf die Seilscheiben 20 übertragen. Die Bewegung der letzteren wird durch Seile 23 auf die Bogen 24 und von diesen auf die Flügel 22 übertragen. Wenn das Reglerwindrad sich in der Richtung gemäß Fig. 3 a dreht, d. h. wenn die Geschwindigkeit des Motors allzu gering ist, werden die Flügel des Motorwindrades gegen die zur Windrichtung senk- rechte Lage (Fig. 7 a) gedreht. Wenn dagegen die Drehrichtung des Reglerwindrades die entgegengesetzte (gemäß Fig. 3 c), d. h. die Geschwindigkeit allzu hoch ist, werden die Flügel des Motorwindrades gegen die zur Windrichtung parallele Stellung (Fig. 7 b) gedreht.The regulator device described operates in the following manner. At a low Speed of the motor shaft 6, the flyball regulator is not able to control the spring 21 to compress, the blades of the governor wind turbine being those shown in Fig. 3a Take position. The regulator wind turbine rotates in the direction of the arrow (Fig. 3a). When the speed increases to normal, the regulator compresses the spring, as shown in Fig. 3 b, where the blades of the governor wind turbine are in a to Wind direction are vertical position. In this case the wind has no turning effect on the governor wind turbine, so that it consequently comes to a standstill. When the speed of the motor exceeds the normal, the spring 21 is compressed even more, the blades of the governor wind turbine being in the position shown in FIG. 3 c take in. The direction of rotation of the governor wind turbine is now opposite to the previous one, as indicated by the arrow. The rotation of the governor wind wheel is controlled by the screw 14 and the screw wheel 19 transferred to the pulleys 20. The movement of the latter is made possible by ropes 23 transferred to the sheets 24 and from these to the wings 22. When the regulator wind turbine rotates in the direction shown in FIG. 3 a, d. H. when the speed of the engine is too small, the blades of the motor wind turbine are turned against the direction of the wind. right position (Fig. 7 a) rotated. If, on the other hand, the direction of rotation of the governor wind turbine the opposite (according to FIG. 3 c), d. H. the speed is too high, the will Wing of the motor wind turbine against the position parallel to the wind direction (Fig. 7 b) turned.

Derselbe Erfolg wie mit dem Schwungkugelregler kann durch Ziehen mit der Hand im Seil 29 erzielt werden. Dieses Seil wird zweckmäßig zum Stillsetzen des Motors verwendet. The same success as with the swing ball regulator can be achieved by pulling it by hand can be achieved in the rope 29. This rope is expediently used to stop the engine.

Um die größtmögliche Leistung zu erzielen, sind die Bogen 24 und Seile 23 in den Rahmen 26, und zwar an dessen Leeseite, versenkt, wodurch der dem Wind gebotene Widerstand auf einen Bruchteil des bei gewöhnlichen Windmotoren vorkommenden herabgesetzt wird. Bei schwachem Winde wirken das Motorwindrad und das Reglerwindrad mitein- iao' ander zusammen, wodurch die größtmögliche Leistung erzielt wird. Um das Motorwind-In order to achieve the greatest possible performance, the arches 24 and ropes 23 are in the frame 26, on its leeward side, sunk, creating the resistance offered by the wind is reduced to a fraction of what occurs with ordinary wind motors. They work in weak winds Motor wind turbine and the regulator wind turbine together iao 'each other, creating the greatest possible Performance is achieved. To the motor wind

rad nach der jeweiligen Windrichtung einzustellen, ist der Motor mit einem kleinen Steuerwindrad (an der linken Seite der Fig. ι dargestellt) versehen, dessen Bewegung durch geeignete Übersetzung zur Hauptwelle des Motors übertragen wird. An Stelle eines Windrades kann zu demselben Zweck ein Steuerruder verwendet werden.wheel to adjust according to the respective wind direction, the motor is with a small Control wind turbine (shown on the left side of Fig. Ι) provided, the movement of which suitable translation is transmitted to the main shaft of the engine. Instead of one Wind turbine a rudder can be used for the same purpose.

Es ist klar, daß statt eines Schwungkugelreglers irgendein anderer Geschwindigkeitsregler verwendet werden kann. So kann z. B. durch den Motor Wasser in einen Behälter gepumpt werden, in welchem ein mit den Flügeln des Reglerwindrades verbundener Schwimmer vorgesehen ist. Durch das Steigen und Sinken des Schwimmers können die Flügel des Reglerwindrades in der oben beschriebenen Weise eingestellt' werden.It is clear that instead of a flyball regulator, some other speed regulator can be used. So z. B. pumped water into a container by the motor in which a float connected to the blades of the governor wind turbine is provided. As the float rises and falls, the wings of the Regulator wind turbine can be adjusted in the manner described above.

Claims

Patent Claims:

i. Regulating device for wind motors with the help of a special regulating wind turbine, characterized in that the regulator wind turbine on the one hand with a through the motor-driven speed controller that operates on the convertible blades of the Regulator wind turbine acts, on the other hand, with the convertible blades of the motor wind turbine connected to the blades of the governor wind turbine through the speed controller adjust so that the governor wind wheel at undesired speed of the motor in the same or the opposite direction of rotation to that of the motor wind turbine and thereby adjusts the blades of the motor wind turbine accordingly.

2. Control device according to claim i, characterized in that the wings of the governor wind turbine are connected to a pulling element which enables the blades in question to be adjusted by hand.

3. Control device according to claim 1, characterized in that between the Speed controller and the blades of the governor wind turbine one to the speed controller counteracting spring is used.

4. Control device according to claim 1, characterized in that the transmission the movement of the governor wind turbine on the blades of the motor wind turbine caused by helical gear transmission (14, 19), pulleys (20) and ropes (23) which latter are connected to rotatably mounted arches (24) to which the wings are attached.

5. Control device according to claim 4, characterized in that the sheet (24) and ropes (23) are sunk into the frame of the motor wind turbine.

1 sheet of drawings.