DE2810239C2

DE2810239C2 - Windkraftmaschine

Info

Publication number: DE2810239C2
Application number: DE2810239A
Authority: DE
Inventors: Motohiro Sapporo Hokkaido Yamada
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-10
Filing date: 1978-03-09
Publication date: 1984-08-09
Also published as: GB1602215A; JPS5612711B2; SE7802687L; SE437699B; DE2810239A1; DK105378A; JPS53110737A; US4183717A

Description

— für jeden Stromgenerator ein Schwenkglied (29a, 29b) mit einer horizontalen Schwenkachse (28a, 28b) am Rahmen (24) gelagert ist,

— und der Stromgenerator (30a, 306,7 an einem von der Schwenkachse (28a, 2Sb) nach unten verlaufenden Abschnitt des Schwenkgliedes (29a, 296,1 befestigt ist,

— und an einem von der Schwenkachse (28a, 286^ nach oben verlaufenden Abschnitt des Schwrenkgliedes (29a, 29b) ein das Gewicht des Generators und der Flügel ausgleichendes Gegengewicht (42a, 426^ im Verhältnis zu einer durch die Schwenkachse (28a, 26b) des Schwenkgliedes (29a, TSb) gehenden Vertikalebene (1) gegenüber dem Windflügel angebracht ist.

2. Windkraftmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (42a, 426^ einstellbar mit dem nach oben verlaufenden Abschnitt deu Schwenkgliedes (293,296,1 verbunden ist.

3. Windkraftmaschine wrh Anspruch 1 oder 2, wobei der Rahmen einen Schwanz mit einer Steuerflosse aufweist, dadurcii gekennzeichnet, daß die Steuerflosse (27) aus zwei Steuerflächen besteht, welche parallel nebeneinander in Abstand verlaufen, und deren eine Endkante nach außen gekrümmt verläuft.

Die Erfindung betrifft eine Windkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Windkraftmaschine dieser Art ist aus der DE-PS 5 35 625 bekannt. Auf einem Turm ist ein horizontal liegender Ausleger drehbar gelagert, an dessen beiden Enden jeweils ein Windrad gelagert ist. Am Ausleger sind Windfahnen angebracht, die bei starkem Wind den Ausleger verdrehen und damit die Windräder umlegen. Hierbei können starke Vibrationen auftreten. Die Windfahnen liegen jedenfalls bei starkem Wind hinter den Winclr idem und damit in einer Turbulenzzone, in der die Windfahnen zum Flattern neigen. Auch können die Windräder bereits bei relativ schwachem Wind aufgrund der Windfahnensteuerung verschwenkt oder schräggestellt werden, so daß eine konstante Drehgeschwindigkeit der Windräder kaum zu erreichen ist.

Aus der CH-PS 2 28 734 ist ferner eine Windkraftmaschine bekannt, bei der der mit dem Wind- bzw. Flügelrad direkt verbundene Generator mit seinem Fuß auf einem senkrecht zur Generatorachse angeordneten, in einem Gabelkopf befestigten, horizontalen Zapfen so gelagert ist, daß einerseits der Generator mit dem Flügelrad je nach Wind um diesen Zapfen sich verschwenken und mit diesem und dem auf Kugellagern der Turmspitze laufenden Gabelkopf sich beliebig um die Turmspitze drehen und einstellen kann. Dieser Aufbau ist sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftmaschine der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß sie bei einfachem Aufbau und wirtschaftlicher Arbeitsweise sich schnell in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit versteilen kann, so daß unabhängig von der Windgeschwindigkeit ein weitgehend konstanter Betrieb möglich ist, ohne daß es dazu ίο eines wesentlichen konstruktiven Aufwands be-darf.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruch 1 gelöst. Die aus Generator und Windflügel bestehende Baugruppe dient einerseits zur Erzeugung von elektrischer Energie und andererseits als Rückstellgewicht, wobei das Gegengewicht am oberen Abschnitt des Schwenkgüedes so befestigt wird, daß das Gewicht der den Generator und die Windflügel einschließenden Baugruppe wenigstens teilweise ausgeglichen wird. Damit wird mit einem sehr einfachen Aufbau eine Verstellung bei hohen Windgeschwindigkeiten erreicht, die zu einem weitgehend konstanten Betrieb führt

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Windkraftmaschine und

F i g. 2 und 3 in einer Seitenansicht die aus Generator und Windflüge! bestehende Baugruppe in verschiedenen Stellungen.

Die F i g. 1 zeigt einen T-förmigen Rahmen 24. der über einen Gelenkkörper 23 mit einer vertikalen Achse 22 verbunden ist, die in einem nicht dargestellten Turm drehbar gelagert ist. An dem Rahmen 24 sind Arme 25a, 25b angebracht sowie eine Stange 26 mit einer Steuerflosse 27 am freien Ende. An dem Gelenkkörper 23 ist ein Vorsprung 33 angebracht, über den ein Verstärkungsglied 34 für die Arme 25 geführt ist.

Die Steuerflosse 27 ist aus zwei Steuerflächen aufgebaut, welche parallel nebeneinander in Abstand angeordnet sind und deren eine Endkante nach außen gekrümmt verläuft. Wie durch gestrichelte Linien dargestellt, ist die Steuerflosse 27 an der Stange 26 auf deren Achse verschwenkbar. Bei diesem Aufbau der Steuerflosse wird ein Flattern weitgehend unterdrückt und ein schnelles Ansprechen auf eine sich ändernde Windrichtung erreicht. Dadurch, daß die Steuerflosse 27 in die gestrichelt dargestellte Stellung bei Seitenwind oder Turbulenzen verschwenkbar im. ergibt sich eine schnelle und ruckfreie Richtungsänderung des Rahmens 24.

An den Enden der Arme 25a, 256 sind Schwenkachsen 28a, 286 ausgebildet, auf denen Schwenkglieder 29a. 296 verschwenkbar sind, die bei der dargestellten Ausführungsform als U-förmige Platte ausgebildet sind. Sie können auch in Skelettbauweise aufgebaut sein. Am unteren Ende der Schwenkglieder 29 ist jeweils ein elektrischer Generator 30a. 306 mit einem Windflügel 32a bzw.

bo 326 angebracht, während am gegenüberliegenden oberen Ende Gegengewichte 42a, 426 befestigt sind. Die Gegengewichte 42a. 426 sind hinter den Schwenkachsen 28a, 286 der Schwenkglieder angeordnet und durch nicht gezeigie Schrauben über Einstellplatten 41a. 416

b5 mit den Schwenkglieder verbunden. Die Einstellplatten haben eine Lochreihe, so daß die Gegengewichte an den Schwenkgliedern verstellt werden können.

Wenn die Windflügel 32a, 326 aus der Vertikalsiel-

lung bei einer gewissen Windstärke bis auf etwa 30° verschwenkt werden, wie dies in Fig.2 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, befinden sich die Gegengewichte 42a, 426 auf der Rückseite einer durch die Schwenkachsen 28a, 286 verlaufenden Vertikalebene 1 und drücken damit die Baugruppe aus Windflügel und Generator zurück in die Ausgangsstellung. Damit wird eine übermäßige Verstellung bei relativ schwachem Wind verhindert. Bei schwachem Wind kann dadurch ein guter Wirkungsgrad erzielt werden.

Werden bei stärkerem Wind die Windflügel mehr als etwa 30° verschwenkt, wie dies in Fig.3 gestrichelt dargestellt ist, so gelangen die Gegengewichte auf die Vorderseite der Vertikalebene 1. Dadurch wird die Baugruppe aus Generator und Windflügel weiter nach hinten verschwenkt, wodurch ein übermäßiger Winddruck an den Windflügelti verhindert wird. Insgesamt wird mit diesem Aufbau unabhängig von der Windgeschwindigkeit eine weitgehend konstante elektrische Leistung er-, zielt.

Anstelle der Verstellung der Gegengewichte 42a, 42i> können auch, schwerere oder leichtere Gewichte eingesetzt werden. Hierdurch kann die erzeugte elektrische Leistung eingestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Windkraftmaschine mit einem vertikalen Turm, an dessen oberem Bereich ein Rahmen in einer horizontalen Ebene drehbar gelagert ist, an welchem Stromgeneratoren in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit um eine horizontale Achse schwenkbar angeordnet sind, mit denen Windflügel verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß