DE2759476C2 - Rotor tower with wind power machine arranged in the tower head - Google Patents

Rotor tower with wind power machine arranged in the tower head

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    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotorturm gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 wie er z. B. aus der deutschen Zeitschrift »DFVI.R-Nachrichten«, 19. November 1976. Seiten 768 und 769. Bild 8 bekannt ist.The invention relates to a rotor tower according to the preamble of claim 1 as z. B. from the German magazine "DFVI.R-Nachrichten", November 19 1976. Pages 768 and 769. Fig. 8 is known.

Hiernach ist eine Abspannung des Turmes über Zugelemente bekannt. Ks wurde andererseits auch versucht (S. 767 der o. a. Zeitschrift), durch Neigung der Rotorwelle aus der Horizontalen den Abstand des Rotors vom Turm in der Bodennahe /u vergrößern. Diese Maßnahme hat aber den Nachteil, daß der Rotor nicht mehr exakt senkrech! /ur .Strömungsrichtung des Windes läuft.According to this, an anchoring of the tower via tension elements is known. Ks, on the other hand, became too tried (p. 767 of the above-mentioned magazine), by inclining the rotor shaft from the horizontal, the distance of the Enlarge the rotor of the tower near the ground / u. But this measure has the disadvantage that the rotor no longer exactly perpendicular! / ur. direction of flow of Wind is running.

Aufgabe der Erfindung ist es. unter Beibehaltung der Abspannung zu gewährleisten, daß die Rotorachse annähernd hori/onial bleibt, der Abspannwinkel aber groß sein kann, damit die Spannungen klein gehalten werden können.It is the object of the invention. while maintaining the Bracing to ensure that the rotor axis remains approximately horizontal, but the bracing angle can be large so that the stresses can be kept small.

Dies wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch I angegebene Maßnahme gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This is achieved according to the invention by the measure specified in claim I. Advantageous configurations are specified in the subclaims.

Die F.rfindung wird an Hand der Fig. 1 — 3 erläutert.The invention is explained with reference to FIGS. 1 - 3.

Fig. 1 zeigt einen abgespannten Rotorturm, der den Forderungen nahekommt. Turm und Turmkopf bilden eine Einheit und drehen sich gemeinsam in den Wind. Das Fußiager ist in F i g. 2 skizziert. Am Kopflager des Turms laufen die Abspannseile zusammen und belasten den Turm zusätzlich zum Eigen- und Kopfgewicht mit den Seilspannungen, die aus dem praktisch horizontalen Rotorzug resultieren. Um diese Spannungen kle'n zu halten, ist ein großer Abspannwinkel erwünscht, derFig. 1 shows a guyed rotor tower that the Demands comes close. Tower and tower head form a unit and turn together in the wind. The foot bearing is shown in FIG. 2 outlined. The guy ropes converge at the head bearing of the tower and put a strain on them the tower in addition to its own weight and head weight with the rope tension resulting from the practically horizontal Rotor pull result. In order to keep these tensions small, a large anchoring angle is desirable

ίο andererseits unerwünscht ist, weil für den Rotor der notwendige Freigang bleiben muß. Wenn man den Hauptseilen einen Längenüberschuß gibt und die Hauptseile durch weitere Hiifsseiie zum Mastfuß hin straffzieht, kann man durch eine schräge Maststellung sowohl den Freigang als auch den großen Abspannwinkel verwirklichen. F i g. 1 zeigt die Situation bei geringem Rotorzug. Bei Steigerung der Zugkraft wird die luvseitige Abspannung straffer und die leeseitige näher an den Turm herangezogen.ίο on the other hand is undesirable because for the rotor of the necessary clearance must remain. If you give the main ropes an excess length and the Pulling the main ropes taut through additional hips towards the base of the mast can be achieved by an inclined mast position Realize both the clearance and the large anchoring angle. F i g. 1 shows the situation at low rotor tension. As the pulling force increases, the luff-side bracing becomes tighter and the leeward-side pulled closer to the tower.

Eine wesentliche Funktion übernehmen die zum TurmtuU laufenden Hilisseiie. Sie erhalten z. B. über Gewichte eine Zugspannung, und ihre Längenänderung wird zur Dämpfung der Turmbewegung herangezogen. Die Dämpfung ist wichtig, weil die Turmeigenfrequenz unter der Rotorfrequenz liegt und beim Anfahren des Rotors die Resonanzstflle beherrschbar bleiben muß. Die Dämpfung bestimmt zusätzlich die Geschwindigkeit, mit der sich der Turm um die Vertikale zu drehen vermag.The Hilisseiie running to the tower take on an essential function. You get z. B. over Weights a tensile stress, and its change in length is used to dampen the tower movement. Damping is important because the tower's natural frequency is below the rotor frequency and when the Rotor, the resonance cases must remain manageable. The damping also determines the speed, with which the tower can rotate around the vertical.

Da der Turm auch '.(. Ruhelage nicht senkrecht steht, dreht er sich allein durch Luftkräfte in den Wind. Zusammen mit dem Rotor bildet er gewissermaßen seine eigene Windfahne. Durch den in F i g. 2 skizzierten Fuß wird auch die Rotorachse und die Tropfenform des Mastes in Windrichtung gedreht. Die richtig orientierte Tropfenform des Mastes eliminiert die ansonsten sehr störende Turm-Rotor·Wechselwirkung nahezu völlig. Seitenkräfte auf den Turmkopf können den Turm nicht um die Turmachse, sondern nur um die vertikale AchseSince the tower also. (. Rest position is not perpendicular 'to rotate solely by aerodynamic forces to the wind. Together with the rotor it to a certain extent forms its own wind vane. The g in F i. 2 outlined foot is also the rotor axis and the Teardrop shape of the mast rotated in the direction of the wind. The correctly oriented teardrop shape of the mast eliminates the otherwise very annoying tower-rotor interaction almost completely. Lateral forces on the tower head cannot move the tower around the tower axis, but only around the vertical axis

■to drehen. Die Dämpfung der Abspannseile dämpft deshalb auch die mit solcher Erregung verbundene Schwingungsbewegung.■ to turn. The damping of the guy ropes dampens hence the vibrational movement associated with such excitation.

Die außermittige Ruhelage des Turmes kann nach Art der f-i g. J erreicht werden: die Hiifsseiie zu den gegenüberliegenden i lauptseilen laufen hier über drei Umlenkrollen von einer Seite zur anderen. Die mittlere Rolle trägt das .Spanngewicht, dessen Hubbewegung durch ein Dämpfungrelement gebremst wird. Die S^iilange wird so bemessen, daß das Gewicht auf dem Boden aufsitzt, wenn der Turm etwa drei bis fünf Grad schräg steht. Dadurch bleibt der Turm bei Windstille auf einei.i entsprechenden Rotationskegel im Gleichgewicht. Das Innere des Kegels ist für den Turm unerreichbar, selbst wenn der Rotor durch eine plötzliche Winddrehung genau entgegengesetzt angeblasen wird. Auch in diesem Fall muß die Anlage eine gedämpfte Drehbewegung um die Vertikale ausführen, um sich in den Wind zu stellen.The eccentric rest position of the tower can be based on the f-i g. J can be achieved: the help to the opposite main ropes run here over three Pulleys from one side to the other. The middle roller carries the tension weight, its lifting movement is braked by a damping element. The length is measured so that the weight on the When the tower is about three to five degrees at an angle. This means that the tower stays open when there is no wind a corresponding cone of rotation in equilibrium. The inside of the cone is inaccessible to the tower, even if the rotor is through a sudden wind change is blown exactly in the opposite direction. In this case, too, the system must have a Perform a dampened turning movement around the vertical in order to stand in the wind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Rotorturm mit im Turmkopf angeordneter Windkraftmaschine mit annähernd horizontaler Rotorachse, wobei der Rotorturm über Zugelemente am Fundament abgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dali der Rotorturm eine Abspannung mit variabler Kippung erhält.1. Rotor tower with wind power machine arranged in the tower head with an approximately horizontal one Rotor axis, whereby the rotor tower is braced on the foundation via tension elements, thereby marked, that the rotor tower receives a bracing with variable tilt. 2. Rotorturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Turm auch in Ruhelage nicht senkrecht steht2. rotor tower according to claim 1, characterized in that the tower is not even in the rest position stands vertically 3. Rotorturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Turm und Turmkopf eine Einheit biFden und daß der Turm einen tropfenförmigen oder elliptischen Querschnitt erhält.3. rotor tower according to claim 1, characterized in that the tower and tower head are a unit biFden and that the tower is given a teardrop-shaped or elliptical cross-section. 4. Rotorturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Turmfuß die Bewegung des Kippens und Drehens voneinander getrennt sind.4. rotor tower according to claim 1, characterized in that the movement of the tower base Tilting and turning are separate from each other. 5. Rotorturni nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hiifsseiie zu den Hauptseiien vorgesehen sind, die die Abspannung an der jeweiligen Leeseite straff ziehen.5. Rotorturni according to claim 1, characterized in that that auxiliary lines are provided to the main lines, which the bracing at the respective Pull the leeward side taut. 6. Rotorturm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hiifsseiie über Umlenkrollen die Hauptseile verbinden.6. rotor tower according to claim 5, characterized in that the Hiifsseiie over pulleys Connect main ropes. 7. Rotorturm nach Anspruch 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß Spanngewichte zur Spannung der Hiifsseiie vorgesehen sind.7. rotor tower according to claim 1-6, characterized in that tension weights for tensioning the Aids are provided. 8. Rotorturm nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungselement vorgesehen ist, das die Hubhewegu~g der mittleren Umlenkrolle bremst.8. rotor tower according to claim 6 or 7, characterized in that a damping element is provided is that the lifting path of the middle pulley brakes.
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