DE2810239A1 - Windmuehle - Google Patents

Windmuehle

Info

Publication number
DE2810239A1
DE2810239A1 DE19782810239 DE2810239A DE2810239A1 DE 2810239 A1 DE2810239 A1 DE 2810239A1 DE 19782810239 DE19782810239 DE 19782810239 DE 2810239 A DE2810239 A DE 2810239A DE 2810239 A1 DE2810239 A1 DE 2810239A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
windmill
wind
arms
windmill according
pivot member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19782810239
Other languages
English (en)
Other versions
DE2810239C2 (de
Inventor
Motohiro Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE2810239A1 publication Critical patent/DE2810239A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2810239C2 publication Critical patent/DE2810239C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/02—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • 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
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0204—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • F03D7/0208—Orientating out of wind
    • F03D7/0216—Orientating out of wind the rotating axis changing to vertical position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

U233
Windmühle
Die Erfindung betrifft eine Windmühle, insbesondere zur Umwandlung von Windenergie in mechanische und/oder elektrische Energie.
Die Windenergie wird zur Zeit kaum verwendet, obwohl sie eine der größten, auf der Erde verfügbaren Energiequellen ist. Dies ist dadurch bedingt, daß es schwierig ist, die Windenergie hauptsächlich zu verwenden, da sich der Wind häufig in der Richtung und Geschwindigkeit ändert. Der Wind könnte der Menschheit als saubere und unbegrenzte Energiequelle zur Verfügung stehen, wenn er wirksam in andere Energien, etwa elektrische Energie, umgewandelt werden könnte.
Zur Verwendung der Windenergie als stabile Energiequelle ist es wichtig, eine Windmühlenenergieerzeugungsvorrichtung vorzusehen, die die Windenergie in mechanische oder Rotationsenergie und dann in elektrische Energie umwandelt, und eine Vorrichtung zur Speicherung der auf diese Weise erhaltenen elektrischen Energie vorzusehen. Eines der größten der Windmühlenenergieerzeugung anhaftenden Probleme ist die Konstruktion der Windmühle, da der Ausgang einer Windmühle sich in einem quadratischen Verhältnis mit dem Durchmesser der Segel oder der den Wind ergreifenden Flügel der Windmühle oder in einem kubischen Verhältnis mit der Windgeschwindigkeit verändert. Somit erzeugt eine Windmühle, die zur Ausnutzung einer allgemeinen Windgeschwindigkeit von 4 bis 5 m/sec gebaut ist, im allgemeinen einen hundertsten Teil des Ausgangs, wie im Fall eines kräftigen Winds, etwa eines Taifuns oder dergl. Andererseits wird eine Windmühle, die fest genug gebaut ist, um einem kräftigen Wind zu widerstehen, im allgemeinen Fall der Windgeschwindigkeit von etwa 4 bis 5 m/sec oder weniger kaum arbeiten.
809837/0913 ORlQlNAL ,KSPBCTED
Es wurde ein Versuch unternommen, diese Probleme durch Schaffung einer Windmühle zu lösen, bei der die Steigung oder der Drall der Flügel gemäß -dem . Winddruck verändert wird, der von den Flügeln der Windmühle aufgenommen wird. Jedoch ist eine solche Windmühle mit einstellbarer Steigung außergewöhnlich komplex aufgebaut und genügt daher nicht den Wirtschaftlichkeitserfordernissen Ferner ist es wahrscheinlich, daß die Flügel aufgrund des Flatterns brechen.oder beschädigt werden, das eine bei Änderung der Windrichtung erzeugte Schwingung ist.
Die der Erfindung zugrundeliegenden Ziele liegen demnach in Schaffung einer Windmühle, die unabhängig von der Wind geschwindigkeit eine konstante Flügeldrehung ermöglicht, die im Fall eines kräftigen Winds eine konstante elektrische Energieerzeugung aufrechterhält, die sogar bei schwachem Wind eine konstante elektrische Energieerzeugung ermöglicht, die einfach aufgebaut ist und den Wirtschaftlichkeitserfordernissen genügt, die unmittelbar einer Änderung der Windrichtung folgen kann und die einem kräftigen Wind standhält.
Die Windmühlenkonstruktion der Erfindung sieht, kurz gesagt, eine kombinierte Konstruktion einer elektrischen Generatoranordnung mit Flügeln vor. Die kombinierte Konstruktion ist schwenkbar aufgehängt, so daß ihre Lage entsprechend der Windgeschwindigkeit verstellt werden kann.
Die Anmelderin ist nach über 40-jährigen Versuchen und Irrtümern zum Schluß gekommen, daß eine Windmühle eine solche Konstruktion haben sollte, daß von den Flügeln der Windmühle unabhängig von der Windgeschwindigkeit ein konstanter Winddruck aufgenommen wird. Die Erfindung beruht auf diesem Gesichtspunkt und wurde in dieser Hinsicht vervollständigt.
Die Windmühle nach der Erfindung ist einfach aufgebaut, wobei
809837/0913
ORIGINAL INSPECTED
j J
die Einfachheit das Wesen der Windmühle ausmacht. Eines der auf dem Gebiet eines Systems zur Ausnützung der Windenergie am schwierigsten zu lösenden Probleme ist der Wirtschaftlichkeitsaspekt. Zur Erzielung desselben Ausgangs aus einer Windmühle wie aus einer Wassermühle, müßte eine Windmühle etwa 800mal größer sein als eine Wassermühle, da die Luftdichte etwa 1/800 der Wasserdichte beträgt. Demnach sollte der Windmühlenkonstruktion eine besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden, so daß ein Mindestmaß an Herstellungsmaterial in der Lage sein kann, eine maximale Wirkung der Windenergie zu liefern.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Schrägansicht einer Windmühlenkonstruktion gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2A, 2B und 2C Seitenansichten eines Hauptteils der Windmühle, bei dem gezeigt ist, daß eine kombinierte Konstruktion einer elektrischen Generatoranordnung mit Flügeln entsprechend der Windrichtung geschwenkt wird;
Fig. 3A und 3B bei der Windmühlenkonstruktion der Erfindung anwendbare Schaltpläne;
Fig. 4 eine Schrägansicht einer Windmühlenkonstruktion gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 und 6 der Erläuterung dienende Seitenansichten eines Hauptteils der in Fig. 4 gezeigten Windmühle.
Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Konstruktion einer Windmühle
,.,-., 809837/0913
' "ύ ORIGINAL INSPECTED
nach der Erfindung, wobei ein Turm 1 in der dargestellten Weise aufgebaut ist. Vom Turn 1 erstreckt sich senkrecht eine rohrförmige Achse 2, von der sich ein drehbarer Ring 3 erstreckt. Vom Ring 3 erstreckt sich waagerecht ein T-förmiger Körper 4, der in Skelettbauweise ausgelegt ist und einen Schwanzkörper aufweist. An gegenüberliegenden Seiten des Rings 3 sind Arme 5a,5b angeschlossen, die sich im wesentlichen waagerecht vom Ring 3 aus erstrecken. Somit sind die Arme 5a,5b zusammen mit dem Ring 3 um die rohrförmige Achse 2 drehbar. Der Schwanzkörper 6 ist mit dem Ring 3 und den Armen 5a,5b so verbunden, daß er sich vom Ring 3 im rechten Winkel zur Längsrichtung der Arme erstreckt. Der Schwanzkörper 6 weist an seinem Ende eine ebene Flosse 7 auf, die so angeordnet ist, daß sie den Wind einfängt und den Ring 3 dreht, wodurch die Lage der Windmühle gedreht und eine unmittelbare Schwenkbewegung der Arme 5a,5b entsprechend der Windrichtung um die Achse 2 ermöglicht wird.
Am Ende 8a, 8b der Arme 5a bzw. 5b sind Schwenkglieder 9a, 9b angelenkt. Die Schwenkglieder 9a,9b sind fest mit elektrischen Generatoren 10a bzs. 10b verbunden. Die elektrischen Generatoren 10a,10b werden im einzelnen nicht beschrieben, da bekannte Generatoren verwendt werden können. Mit den Wellen 11a,11b der elektrischen Generatoren 10a,10b sind Segel oder Flügel 12a,12b verbunden, die wie ein Flugzeugpropeller ausgebildet sind. Somit ist die kombinierte Konstruktion der Flügel 12a,12b und der elektrischen Generatoren 10a,10b an den Enden der Arme 5a,5b so angelenkt, daß sie nach hinten geschwenkt werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Flügel vorhanden. Es kann aber jede andere geeignete Anzahl von Flügeln verwendet werden. Ferner sind bei der dargestellten Ausführungsform die Flügel im wesentlichen wie Flugzeugpropeller ausgebildet, wobei aber andere Gestaltungen verwendet werden können, ohne daß vom Bereich der Erfindung abgegangen wird.
8 0 9 8 3 7/0913 ORIGINAL INSPECTED
2 b 1 υ 2 3 y
Glieder 13a,13b mit Führungsringen I4a,i4b an ihren Enden erstrecken sich von den Endteilen 8a,8b der Arme 5a,5b waagerecht nach hinten. Von den Schwenkgliedern 9a,9b erstrecken sich Führungsglieder I6a,i6b in der Form eines Viertelbogens und mit Haken oder Anschlägen 15a,15b an ihren Enden. Die Führungsglieder I6a,i6b werden von Führungsringen I4a,i4b an den Gliedern 13a,13b verschiebbar gehalten, so daß die Führungsglieder sich durch die Führungsringe I4a,i4b bewegen können. Die kreisbogenförmigen Führungsglieder I6a,i6b der dargestellten Ausführungsform sind Viertelbögen. Somit wird eine Schwenkung der elektrischen Generatoren 10a,10b mit den Flügeln 12a,12b auf etwa 90° begrenzt, d.h. von der Stellung von Fig. 2A bis zur Stellung von Fig. 2C. Jedoch sind die Elemente zur Begrenzung der Schwenkbewegung keine Voraussetzung für die Erfindung. Die Ausgänge der elektrischen Generatoren werden über nicht gezeigte Leitungsdrähte erhalten, die entlang den Armen 5a,5b und innerhalb der rohrförmigen Achse 2 verlaufen zum Anschluß an irgendeinen geeigneten elektrischen Verbraucher, etwa eine aufzuladende Batterie. Die elektrischen Generatoren 10a,10b sind entweder in Reihe oder parallel geschaltet, wie in Fig. 3A und 3B gezeigt, entsprechend den verschiedenen Erfordernissen oder Bedingungen der elektrischen Energieerzeugung der Windmühle. Ferner kann ein nicht gezeigtes Getriebe zwischen den Flügeln 12a,12b und den Generatoren 10a,10b angeordnet sein.
Der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Windmühle wird bezüglich Fig. 1,2A,2B und 2C beschrieben. Wenn sich ein wind erhebt, wird der T-förmige Körper 4 durch die Wirkung der Flosse 7 waagerecht um die rohrförmige Achse 2 geschwenkt, so daß die Flügel 12a,12b dem Wind zugewandt sind oder auf ihn treffen. Die Flügel 12a,12b, die durch die Wellen 11,11b mit den elektrischen Generatoren 10a,10b verbunden sind, werden im Fall eines schwachen Winds oder einer Brise gegen die Windrichtung gedreht, vergl. Fig. 2A. Für den Fall, daß der Wind stärker
809837/0913 ORiGiNAL INSPECTED
L"'- i -M '3''J - 9 -
wird, wird die kombinierte Konstruktion der Flügel 12a,12b und der Generatoren 10a,10b durch den Wind nach hinten geschwenkt, vergl. Fig. 2B, und wird die Drehung der Flügel in einer Stellung aufrechterhalten, in der der Winddruck mit dem Gewicht der kombinierten Konstruktion der Flügel und Generatoren im Gleichgewicht steht. Für den Fall, daß der Wind viel kräftiger wird, etwa bei einer steifen Brise oder einem Sturm, wird die kombinierte Konstruktion der Flügel 12a,12b und der Generatoren 10a,10b aus der Stellung von Fig. 2B weiter aufwärts in eine Stellung verstellt, in der die Flügel bei senkrechter Lage der Wellen gedreht werden, vergl. Fig. 2C. Auf diese Weise wird die den Wind aufnehmende Fläche der Flügel 12a,12b automatisch in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit vergrößert oder verkleinert und nimmt einen im wesentlichen konstanten Winddruck auf. Daher wird die Drehung der Flügel konstant gehalten.
Da die Achse der Schwenkbewegung der kombinierten Konstruktion sich über den Schwenkgliedern 9a,9b befindet, werden die elektrischen Generatoren 10a,10b durch die Reaktion des durch die Drehung der Flügel 12a,12b eingeleiteten Kreiselmoments nicht beeinflußt. Diese Konstruktion verhindert eine Beschädigung oder einen Bruch der Wellen der Generatoren. Ferner ermöglicht die Konstruktion, bei der zwei Flügel und' Generatoren symmetrisch zueinander schwenkbar aufgehängt sind, eine wirtschaftliche Herstellung des Turms 1. Zusätzlich wird der von den schwenkbaren Flügeln aufgenommene Winddruck unabhängig von der Windgeschwindigkeit konstant gehalten, weshalb eine einfache Konstruktion des Turms verwendet werden kann. Da ferner der T-förmige Körper 4 unmittelbar um den Ring 3 geschwenkt wird, wenn sich der Wind in eine andere Stellung verlagert, kann ein durch die Reaktion des Kreiselmoments bedingtes Flattern im Fall einer Änderung der Windrichtung verhindert werden.
Der Schwanzkörper 6 und die ebene Flosse 7 können weggelassen
80983 7/0913
ORIGINAL INSPECTED
werden, da ein Drehmoment auf natürliche Weise erzeugt wird und auf die Arme 5a,5b wirkt, um die Flügel 12a,12b gegen die Windrichtung zu drücken. Es wurde jedoch gefunden, daß die Flosse 7 eine unmittelbare Schwenkbewegung des T-förmigen Körpers 4 insbesondere in der Anfangsstufe des Windblasens erleichtert.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Ein T-förmiger Körper 24 steht drehbar mittels eines Rings 23 mit einer rohrförmigen Achse 22 im Eingriff, die von einem nicht gezeigten Turm unbeweglich in senkrechter Lage befestigt wird. Der T-förmige Körper 24 enthält Arme 25a,25b und einen eine Flosse 27 aufweisenden Schwanzkörper 26. Der T-förmige Körper 24 kann durch den T-förmigen Körper 4 der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform ersetzt werden oder kann in jeglicher anderer Gestalt ausgelegt werden. Oben auf dem Ring 23 ist ein Vorsprung 33 vorgesehen zum Verstärken und Aufrechterhalten der waagerechten Gleichgewichtslage der Arme 25a,25b mittels eines Verstärkungsglieds 34.
Die Flosse 27 weist zwei am hinteren Endabschnitt des Schwanzkörpers 26 symmetrisch angeordnete Platten auf. Die Flosse ist am Schwanzkörper 26, der bei dieser Ausführungsform die Form einer Stange hat, mittels einer nicht gezeigten Lagerung am oberen Abschnitt der Flosse 27 angelenkte Es wurde als wünschenswert gefunden, die beiden Platten an ihrem hinteren Ende nach außen zu krümmen, vergl. Fig. 4. Diese Konstruktion erzeugt ein geringeres Flattern und erleichtert ein unmittelbares Schwenken bei geänderter Windrichtung. Die Flosse 27 ist schwenkbar und ermöglicht eine unmittelbare Richtungsänderung des T-förmigen Körpers 24, nämlich eine Drehung um die rohrförmige Achse 22 sogar dann, wenn eine plötzliche Änderung der Windrichtung stattfindet, weil die Flosse 27 einen heftigen Seiten- oder Wirbelwind aufnimmt und unmittelbar um die Achse des Schwanzkörpers 26 in eine in Fig. 4 gestrichelt ge-
0 9 8 A 7 / 0 9 1 3
ORiGiNAL INSPECTED
28 1 υ i: 39
zeigte waagerechte Lage schwenkt zur Vermeidung des vollen und unmittelbaren Drucks des heftigen Seiten- oder Wirbelwinds und sich dann in die ursprüngliche senkrechte Stellung zurückbewegt. Daher erleichtert die schwenkbare Konstruktion der Flosse 27 eine unmittelbare und ruckfreie Richtungsänderung der Windmühle.
Die Schwenkglieder 29a,29b dieser Ausführungsform haben die Form einer U-förmigen Platte, während die erste Ausführungsform von Fig. 1 eine Skelettbauweise zeigt. Die Schwenkglieder sind an den Enden 28a,28b der Arme 25a,25b angelenkt. Elektrische Generatoren 30a,30b mit Flügeln 32a,32b sind mit dem unteren Ende der Schwenkglieder 29a,29b verbunden, während Gegengewichte 42a,42b mit dem jeweiligen Oberteil der Schwenkglieder verbunden sind. Die Gegengewichte sind gegenüber der Achse 28a,28b der Schwenkglieder 29a,29b hinten angeordnet. Die Lage der Gegengewichte 42a,42b wird durch nicht gezeigte Schrauben und Einstellplatten 4ia,4ib eingestellt, von denen jede mehrere Löcher zur Befestigung der Gegengewichte aufweist. Die Gegengewichte sind deswegen vorgesehen, weil sie eine unmittelbare Drehung der Schwenkglieder zwischen 30 und 90° ermöglichen. Dies sind Winkel der Anfangsstufe des Betriebs, wenn der Wind stärker wird, jedoch nicht so stark wie eine steife Brise oder ein Stur ist. Es wurde mit anderen Worten gefunden, daß die Schwenkglieder 29a,29b nicht weiter über eine Stellung von etwa 30 ° bewegen bis zu 90° bei einem außergewöhnlich kräftigen Wind. Es ist somit unwahrscheinlich, daß ein stabiler Ausgang besonders dann erzielt werden kann, wenn die Windgeschwindigkeit in einem mittleren Bereich von beispielsweise 10 bis 15 m/sec liegt.
Die einstellbaren Gegengewichte 29a,29b, die gegenüber der Achse der Schwenkglieder 29a,29b in einer rückwärtigen Stellung einstellbar angeordnet sind, ermöglichen im wesentlichen eine konstante elektrische Energieerzeugung, weil die kombi-
8 0 9 8 3 7/0913 0R|Q|NAL
ZO ! ϋ/j
nierte Konstruktion der elektrischen Generatoren 30a,30b und Flügel 32a,32t) entsprechend der Windgeschwindigkeit in eine geeignete Lage verstellt werden kann. Im einzelnen sei folgendes ausgeführt. Wenn die Flügel 32a,32b sich innerhalb von 30° außerhalb der Stellung des normalen oder windlosen Zustands befinden, wie in Fig. 5 gestrichelt gezeigt, befinden sich die Gegengewichte 42a,42b an der Rückseite (in der Zeichnung links) einer senkrechten Linie 1 der Achse 28a,28b und drücken daher die kombinierte Konstruktion der Generatoren und Flügel zurück in die ursprüngliche Stellung des windlosen Zustands und verhindern eine übermäßige Verstellung der kombinierten Konstruktion, wenn der Wind schwach ist, während die kombinierte Konstruktion ohne Gegengewichte wahrscheinlich übermäßig stark, nämlich bis zu etwa 30°, auch dann verschoben wird, wenn der Wind ziemlich schwach ist. Auf diese Weise werden die Flügel in Nähe der ursprünglichen Stellung gehalten, wenn der Wind ziemlich schwach ist. Daher kann im Fall eines schwachen Winds ein stärkerer Ausgang wirksam erzielt werden. Wenn der Wind stark genug ist, um die kombinierte Konstruktion so zu beaufschlagen, daß sie sich mehr als etwa 30° verstellt, werden die Gegengewichte in die vor der senkrechten Linie 1 der Achse 28a,28b gelegene Stellung verschoben, was in Fig. 6 gestrichelt gezeigt ist. Somit wird die kombinierte Konstruktion der Generatoren und Flügel nach hinten geschwenkt, was gestrichelt dargestellt ist. Demnach kann eine übermäßige Zunahme des Winddrucks an den Flügeln wirksam und automatisch verhindert werden. Somit weist die Windmühlenkonstruktion mit Gegengewichten, unabhängig von der Windgeschwindigkeit einen konstanten elektrischen Ausgang auf.
Wie oben beschrieben, wird bei der Windmühlenkonstruktion der in Fig. 4,5 und 6 gezeigten zweiten Ausführungsform die Stellung der Flügel eingestellt durch Änderung der Stellung der Gegengewichte und durch Ersetzen der Gegengewichte durch andere schwerere oder leichtere Gegengewichte. Demnach kann ein
7/0913 ORIGINAL INSPECTED
zu erzielender Ausgang eingestellt v/erden. Ferner wird die Windmühle mittels der schwenkbaren Flosse 27 unabhängig von der Windrichtung und auch dann, wenn die Windrichtung ungewiß ist, unmittelbar gegen den Wind eingestellt. ·
Nach der Erfindung ist die kombinierte Konstruktion der elektrischen Generatoren und der Flügel ohne jeglichen komplizierten Mechanismus einer Flügeldreheinstellvorrichtung durch die Schwenkglieder schwenkbar befestigt. Daher kann die Windmühlenkonstruktion in einfacher Weise hergestellt werden und kann unabhängig von der Windgeschwindigkeit ein konstanter Ausgang erzielt werden. Mit anderen Worten, die den Wind aufnehmende Flügelfläche wird automatisch eingestellt, und zwar vergrößert oder verkleinert, und empfängt stets einen konstanten Winddruck, unabhängig von der Windgeschwindigkeit, was eine konstante Drehung der Flügel ergibt. Da ferner die Schwenkachse der kombinierten Konstruktion der elektrischen Generatoren und der Segel abseits der Welle der elektrischen Generatoren angeordnet ist, wird die Welle nicht durch eine Reaktion des Kreiselmoments beeinflußt^ was durch die Drehung der Flügel bedingt ist, und besteht keine Beschädigungsgefahr an der Welle der elektrischen Generatoren.
Wenn auch die Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, können im Bereich der Erfindung zahlreiche Abänderungen gemacht werden. Z.B. können die Flügel und der T-förmige Körper zu jeglicher anderen Gestalt abgeändert werden und können zusätzliche elektrische Generatoren und Flügel zur Erzielung einer größeren Energie vorgesehen werden. Ferner kann eine geeignete Vorrichtung zum Dämpfen einer schnellen Schwenkbewegung der kombinierten Konstruktion der elektrischen Generatoren und Flügel vorgesehen werden.
809837/0913
L e
e r s e ι \ e

Claims (10)

  1. lh \^ίό
    Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dfpl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-lng. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.
    PATENTANWÄLTE
    80OO München 2 · BräuhausstraQe 4 - Telefon Sammel-Nr. 22 53 41 · Telegramme Zumpat ■ Telex 5 29 979
    Te/Li Ref.: 221
    MOTOHIRO YAMADA, Sapporo-shi,Japan
    PATENTANSPRÜCHE
    1 .^ Windmühle mit einer elektrischen Generatoranordnung zur Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie und "not mit der Generatoranordnung drehbar verbundenen Flügeln, gekennzeichnet durch eine waagerechte Konstruktion (4;24), durch eine erste Einrichtung (2,3; 22,23) zur drehbaren Befestigung der waagerechten Konstruktion (4;24) und durch eine zweite Einrichtung (9a, 9b;29a,29b) zur schwenkbaren Aufhängung der elektrischen Generatoranordnung (10a,10b;30a,30b) an der waagerechten Konstruktion (4;24), wobei die elektrische Generatoranordnung (10a,10b;30a,30b) an der zweiten Einrichtung (9a, 9b;29a,29b) befestigt ist, entsprechend der Windgeschwindigkeit geschwenkt wird und im wesentlichen eine gleich-
    809837/0913 ORIGINAL INSPECTED
    bleibende Drehung der Flügel (12a,12b;32a,32b) erzeugt.
  2. 2. Windmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechte Konstruktion (4;24) Arme (5a,5b;25a,25b) und einen Schwanzkörper (6;26) enthält, der sich von der ersten Einrichtung (2,3;22,23) aus erstreckt, wodurch eine T-förmige Gestalt gebildet wird, wobei die zweite Einrichtung (9a,9b;29a,29b) an den äußeren Endteilen (8a,8b; 28a,28b) der Arme (5a,5b;25a,25b) angeordnet ist, und wobei der Schwanzkörper (6;26) an seinem Ende eine senkrechte Flosse (7;27) zum Einfangen des Winds aufweist, wodurch die Richtung der waagerechten Konstruktion (4;24) verändert wird.
  3. 3. Windmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Flosse (7) an ihrem oberen Abschnitt am Schwanzkörper (26) angelenkt ist.
  4. 4. Windmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flosse (27) zwei nebeneinanderliegende Platten aufweist, die am Schwanzkörper (26) angelenkt und an ihrem hinteren Ende leicht auswärts gekrümmt sind.
  5. 5. Windmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (9a,9b) zur schwenkbaren Aufhängung der elektrischen Generatoranordnung (i0a,10b) ein Führungsglied (13a,13b) enthält, das sich von den Armen (5a, 5b) aus waagerecht nach hinten erstreckt, und ein Kreisbogenglied (I6a,i6b) enthält, das durch das Führungsglied (13a,13b) verschiebbar festgelegt ist, wobei das Kreisbogenglied(1oa,16b) an einem Ende eines Anschlags (15a,15b) aufweist, der eine Schwenkbewegung der elektrischen Generatoranordnung (1Oa,10b) auf etwa 90° begrenzt.
  6. 6. Windmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ■*" lf: "· 809837/0913
    die zweite Einrichtung zur Befestigung der elektrischen Generatoranordnung (30a,30b) folgendes enthält: ein am Ende (28a,28b) der Arme (25a,25b) angelenktes Schwenkglied (29a,29b) und ein mit dem oberen Endabschnitt des Schwenkglieds (29a,29b) lösbar verbundenes Gegengewicht (22a,22b), wobei die elektrische Generatoranord- · nung. (30a,30b) am unteren Ende des Schwenkglieds (29a, 29b) befestigt ist, wodurch die Stellung der elektrischen Generatoranordnung (30a,30b) entsprechend der Windgeschwindigkeit verstellt wird.
  7. 7. Windmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Schwenkglied (29a,29b) am Ende (28a,28b) des Arms (25a, 25b) etwa an seinem Mittelteil angelenkt ist.
  8. 8. Windmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkglied (29a,29b) in Längsrichtung und senkrecht U-förmig ausgebildet ist und mehrere Bohrungen aufweist zur lösbaren Befestigung des Gegengewichts (42a,42b).
  9. 9. Windmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (42a,42b) bezüglich einer senkrechten Linie (l) der Arme (25a,25b) gegenüber dem Flügel (32a, 32b) angeordnet ist.
  10. 10. Windmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkglied (29a,29b) in Längsrichtung und senkrecht U-förmig ausgebildet ist und an seinem oberen Ende zwei Platten (4ia,4ib) aufweist, von denen jede mehrere Löcher zur lösbaren Befestigung des Gegengewichts (42a,42b) aufweist, wobei die beiden Platten (4ia,4ib) sich bezüglich einer senkrechten Linie (1) der Arme (25a,25b) entgegengesetzt zu den Flügeln (32a,32) auswärts erstrecken.
    ORIGINAL INSPECTED
    .8098^7/0913
DE2810239A 1977-03-10 1978-03-09 Windkraftmaschine Expired DE2810239C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2626377A JPS53110737A (en) 1977-03-10 1977-03-10 Vertical type ellectric generator with force of wind

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2810239A1 true DE2810239A1 (de) 1978-09-14
DE2810239C2 DE2810239C2 (de) 1984-08-09

Family

ID=12188367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2810239A Expired DE2810239C2 (de) 1977-03-10 1978-03-09 Windkraftmaschine

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4183717A (de)
JP (1) JPS53110737A (de)
DE (1) DE2810239C2 (de)
DK (1) DK105378A (de)
GB (1) GB1602215A (de)
SE (1) SE437699B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0360699A1 (de) * 1988-09-23 1990-03-28 Société dite : TOUTENKAMION Regulierungsverfahren für einen Windmotor und Windmotor, der nach diesem Verfahren arbeitet
DE4403400A1 (de) * 1994-02-04 1995-08-10 Stefan Fritsch Windgesteuerte Regelvorrichtung für ein Windrad
DE4431361A1 (de) * 1994-09-02 1996-03-07 Jaehnke Klaus Peter Windkraftmaschine

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4362466A (en) * 1980-07-23 1982-12-07 Walter Schonball Wind-operated power-generators and wind wheels therefor
DE4000092C2 (de) * 1990-01-03 1994-01-13 Mauricio Kling Rotorlagerungsanordnung für eine Windkraftmaschine
ES2156714B1 (es) * 1999-03-10 2002-02-16 Akesolo Miguel Angel Robles Sistema modular para el aprovechamiento de la energia del viento.
US6452287B1 (en) * 1999-06-14 2002-09-17 Ivan Looker Windmill and method to use same to generate electricity, pumped air or rotational shaft energy
KR20030058885A (ko) * 2001-12-29 2003-07-07 서민호 풍력날개 장치
US20050008488A1 (en) * 2002-01-18 2005-01-13 Brueckner Manfred Karl Sky turbine that may be mounted on top of a city
US7131812B2 (en) * 2002-01-18 2006-11-07 Manfred Karl Brueckner Sky turbine that is mounted on a city
US20090016882A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-15 Robinson Harry K Apparatus for Capturing Kinetic Energy
US20090196748A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-06 Greenward Technologies, Inc. Wind turbine improvements
US7830033B2 (en) * 2008-05-19 2010-11-09 Moshe Meller Wind turbine electricity generating system
US8113480B2 (en) * 2008-06-19 2012-02-14 General Electric Company Frame support for wind turbine
US8541897B2 (en) * 2009-09-01 2013-09-24 University Of Southern California Generation of electric energy using cable-supported windmills
JP5084812B2 (ja) * 2009-11-12 2012-11-28 富士乃屋合同会社 風力発電装置
CN101737248B (zh) * 2010-02-20 2012-04-25 马军兴 轴流偶轮对称转折风力机
ITTO20130187A1 (it) * 2013-03-08 2014-09-09 Avio Spa Aerogeneratore, e relativo metodo di controllo
RU2581301C2 (ru) * 2013-11-15 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Ветроэнергетическая установка
WO2015123032A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-20 Natural Power Concepts, Incc. Wind turbine with automatic tilting frame
BR112017019060A2 (pt) * 2015-03-30 2018-04-17 Vestas Wind Sys As turbina eólica com um rotor compreendendo um pino rei oco
US20180023543A1 (en) * 2015-03-30 2018-01-25 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine comprising two or more rotors
ES2734136T3 (es) * 2015-07-14 2019-12-04 Vestas Wind Sys As Trazado de cables para sistema de turbina eólica que tiene múltiples rotores
ES2886137T3 (es) * 2015-07-16 2021-12-16 Vestas Wind Sys As Métodos para erigir o desmontar una turbina eólica multirrotor
ES2852049T3 (es) * 2015-12-22 2021-09-10 Vestas Wind Sys As Una estructura de soporte de carga para un aerogenerador multirrotor
CA3234230A1 (en) * 2021-11-08 2023-05-11 Graham Foster Renewable energy system mounting apparatus and buoyant platform

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE535625C (de) * 1930-06-03 1932-01-28 Hermann Honnef Windfahnensteuervorrichtung zum Umlegen des Windrades unter dem Einfluss der Windstaerke
CH228734A (de) * 1942-08-31 1943-09-15 Mueller Hans Windgenerator.

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR462320A (fr) * 1912-05-20 1914-01-24 Vincenzo Verney Aéromoteur
US1963912A (en) * 1930-03-19 1934-06-19 Honnef Hermann Wind motor
US2094917A (en) * 1937-04-12 1937-10-05 William G Dunn Wind driven generator structure
US2178047A (en) * 1938-02-21 1939-10-31 Cecil L Parris Wind driven generator structure
US2140152A (en) * 1938-02-21 1938-12-13 William G Dunn Wind driven generator structure
US2388377A (en) * 1942-06-29 1945-11-06 Wincharger Corp Electric wind plant
DE2558848C3 (de) * 1975-03-07 1980-02-21 Walter 5300 Bonn Schoenball Mechanische Überlastsicherung fur Windrader

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE535625C (de) * 1930-06-03 1932-01-28 Hermann Honnef Windfahnensteuervorrichtung zum Umlegen des Windrades unter dem Einfluss der Windstaerke
CH228734A (de) * 1942-08-31 1943-09-15 Mueller Hans Windgenerator.

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0360699A1 (de) * 1988-09-23 1990-03-28 Société dite : TOUTENKAMION Regulierungsverfahren für einen Windmotor und Windmotor, der nach diesem Verfahren arbeitet
FR2637023A1 (fr) * 1988-09-23 1990-03-30 Toutenkamion Machine aerienne pour la transformation de l'energie eolienne en energie utile
WO1990003517A1 (fr) * 1988-09-23 1990-04-05 Toutenkamion Procede pour reguler une machine aerienne pour la transformation de l'energie eolienne en energie utile, et machine pour la mise en ×uvre de ce procede
DE4403400A1 (de) * 1994-02-04 1995-08-10 Stefan Fritsch Windgesteuerte Regelvorrichtung für ein Windrad
DE4431361A1 (de) * 1994-09-02 1996-03-07 Jaehnke Klaus Peter Windkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5612711B2 (de) 1981-03-24
JPS53110737A (en) 1978-09-27
DK105378A (da) 1978-09-11
SE7802687L (sv) 1978-09-11
DE2810239C2 (de) 1984-08-09
US4183717A (en) 1980-01-15
GB1602215A (en) 1981-11-11
SE437699B (sv) 1985-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2810239A1 (de) Windmuehle
DE2927956C2 (de) Wind- oder Wasserkraftvorrichtung
DE2804711C2 (de) Windkraftmaschine
DE2850529A1 (de) Windbetriebener energieerzeuger
DE102009011478A1 (de) Handhabungsvorrichtung für Rotorblattlager
EP0709571A2 (de) Für eine lastarme Parkstellung eingerichtete Windkraftanlage
DE68915311T2 (de) Mast für Segelboot.
DE8237096U1 (de) Selbsttrimmende segelanordnung
DE1285337B (de) Trommelfoermiger, insbesondere drallstabilisierter Satellit
DE3130257A1 (de) Vorrichtung zur umwandlung der kinetischen energie des windes in eine andere energieart, vorzugsweise in elektrische energie
DE3018211C2 (de) Windrad
DD251112A5 (de) Segelschiff
DE3145362C2 (de) Windantrieb für Schiffe
DE2806874A1 (de) Horizontalachsenrotor, vorzugsweise fuer windkraftwerke
DE860029C (de) Windrad
DE2949057A1 (de) Windrad fuer ein windkraftwerk, insbesondere ein kleinkraftwerk
DE3436810A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung von elektrischer energie mittels windkraft
EP3158187B1 (de) Rotorblatt einer windenergieanlage, eine windenergieanlage sowie ein verfahren zum betreiben einer windenergieanlage
DE3045499A1 (de) Stellvorrichtung fuer den anstellwinkel der rotor-blaetter einer windenenergieanlage
DE3332810A1 (de) Vorrichtung zur ausnutzung von in land- und seewind enthaltener energie
DE69300675T2 (de) Kompaktes sich selbst-einstellendes flügelsegel.
AT522627B1 (de) Einrichtung zum Stellen und Regeln von Vertikalachs-Windturbinen mit planetenförmig umlaufenden Blättern
DE8122496U1 (de) Vorrichtung zur Umwandlung der kinetischen Energie des Windes in eine andere Energieart, vorzugsweise in elektrische Energie
AT392124B (de) Windradfluegel
DE616750C (de) Boot mit Wassertragflaechen

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee