DE2821899A1

DE2821899A1 - Windturbine

Info

Publication number: DE2821899A1
Application number: DE19782821899
Authority: DE
Inventors: Erich Herter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1979-11-22
Also published as: DE2821899C3; DE2821899B2

Description

Wind turbine
Die Erfindung betrifft eine Wind turbine zum Antrieb von Maschinen, wie elektrische Genratoren, Pumpen oder dergl., bestehend aus einem insbesondere um eine vertikale Achse drehbare Rotor, an dem mindestens zwei Rotorblätter in ausgewuchteter Zuordnung angeordnet sind.
Wind turbinen der genannten Art sind bspw. nach der US-PS 1 835 o18 bekannt, die heute in Rücksicht auf die sich abzeichnende Energieverknappung wieder an Interesse gewinnen.
Um die verfügbare Windenergie durch die Windturbine in ausreichende Größe umzusetzen, muß eine solche Windturbine entsprechend groß gebaut werden, wobei heute mit den verfügbaren konstruktiven Mitteln durchaus Rotordurchmesser von bspw.
60 m und mehr bei entsprechend großen Rotorblättern in Be-.
tracht gezogen werden können, wobei natürlich beträchtliche Kräfte auftreten und beherrscht werden müssen.
Bei Rotoren, die um eine vertikale Achse drehbar an einem Mast angeordnet sind, ist es wünschenswert, die Rotorblätter mit einem möglichst großen radialen Abstand zur Drehachse anzuordnen, um einen mgölichst großen Hebelarm und damit ein großes Drehmoment zu erzielen. Drehkreuzen bzw. Scheiben, an deren Enden bzw. deren Umfangsrändern die Rotorblätter bis jetzt angeordnet werden, sind aber zwangsläufig Grenzen gesetzt.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Windturbine zu schaffen, bei der man nicht mehr an die zu berücksichtigenden Bauabmessungen des Tragelementes für die Rotorblätter gebunden ist und radiale Distanzen der Rotorblätter in Bezug auf die Achse bei grundsätzlich leichter Bauweise des ganzen Rotors als bisher wesentlich größer vorgesehen werden können.
Diese Aufgabe ist mit einer Windturbine der eingangs genannten Art nach der Erfindung im Sinne der Kennzeichnung des Haupt-.
anspruches gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen dieser prinzipiellen Lösung ergeben sich nach den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Windturbine wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher er läutert.
Es zeigen schematisch Fig. 1 in perspektivischer Ansicht die Windturbine in Hochstellung am oberen Ende des Mastes und Fig. 2 in perspektivischer Ansicht die Anordnung der Windturbine an einem Mast in besonderer Ausführungsform.
Wie aus den Fig. 1,2 erkennbar, besteht der Rotor 1 aus einem Drehkreuz mit im Querschnitt etwa tragflügelartigen und hohlen Fortsätzen 4, wobei das Drehkreuz drehbar auf einem Rotorträger 3 gelagert ist, der in Bezug auf den Mast 2 in seiner Höhe einstellbar ist, wofür der Mast 2 bspw. mit einer Zahnstange (nicht dargestellt) und der Rotorträger 3 mit einem antreibbaren Stellritzel versehen ist, das mit der Zahnstange kämmt.
Spannseile 7 führen bodenseitig bspw. zu Spannwinden (nicht dargestellt), so daß der Mast bis zur Umlaufebene des Rotor, also bis zum kritischen Belastungsbereich, gut verspannt ist.
Die Rotorblätter 5 stehen mit dem Rotor l nur durch Seilzugpaare 8 in Verbindung, die sich je nach Drehgeschwindigkeit der Rotorblätter 5 radial aus den Fortsätzen 4 herausziehen können.
Im eingezogenen Zustand der Seilzugpaare 8 sitzen die Rotorblätter 5' direkt an den Enden der Fortsätze 4 (gestrichelte Stellung) an.
Die Rotorblätter 5 können mindestens auf einer Seite mit kleinen Fortsätzen 6 bzw. 6' versehen sein, die sich in Endstellung entweder in die offenen Enden der Fortsätze 4 einsetzen oder diese trichterförmig übergreifen. Zur Flugstabilisierung können die Rotorblätter 5 auch außenseitig mit solchen Fortsätzen 6, 6' versehen sein.
Ferner ist es ohne weiteres möglich, die Rotorblätter 5 für ihren "Flug" bei Drehung durch zusätzliche kurze Seilstränge 8' zu stabilisieren. An den Fortsätzen 4 können abströmseitig gewissermaßen als Höhenruder fungierende Fahnen 12 angeordnet sein.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Seilzugpaare 8 über ein flaschenzugartiges Element 9 geführt und mit ihren Enden lo innen in den Fortsätzen 4 befestigt. Eine Flaschenzugtraverse ist über eine Spindel 11 mit Antrieb 13 radial verstellbar ausgebildet.
Gemäß Fig. 2 können aber die Seilzugpaare 8 auch zu einer Aufwickeltrommel 14 geführt sein mit der, entsprechend gesteuert, der Einzug der Rotorblätter erfolgen oder das radiale Nachlassen der Seilzüge bewirkt werden kann, so daß sich die Rotorblätter auf einem größeren Umlaufkreis bewegen können.
ueber nicht dargestellte Steuerungen ist es auch möglich, während des Umlaufes die Einzelstränge der Seilzugpaare 8 einerseits so zu verlängern, andererseits zu verkürzen, daß die Rotorblätter 5 während eines Umlaufes immer die strömungsgünstigste Stellung zur Windrichtung einnehmen und dadurch die Windkraft optimal umgesetzt werden kann.
Soll die ganze Wind turbine bspw. bei zu starken Stürmen außer Betrieb gesetzt und sicher verankert werden, ist es vorteilhaft, den Fuß des Mastes 2 bunkerartig auszubilden und mit Aufnahmeschlitzen 15 für die Rotorblätter 5 und mit einer zentralen Öffnung 16 für die Einsenkung des unteren Rotorbeiles bzw.
den Rotorträger 3 zu versehen. Die Schlitze 15 entsprechen dabei in ihrer Lage einer Stellung der Rotorblätter 5' unmittelbar an den Enden der Fortsätze 4. Im Bunker können auch die Spannwinden für die Spannseile 7 angeordnet werden.
Die Aufwickeltrommel 14 kann auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei einer der beiden Trommelteile etwas exzentrisch gelagert ist, wodurch die günstigste einstellung der Rotorblätter zur Windrichtung erreicht werden Sann. Dabei führt einer der Seilstränge 8 auf die eine und der andere auf die andere trommel.

Claims

Patentansprüche: 1. Windturbine zum Antrieb von Maschinen, wie elektrische Generatoren, Pumpen od. dgl., bestehend aus einem um eine vertikale Achse an einem Mast drehbaren Rotor, an dem mindestens zwei ttotorbl;itter anreorlnt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter(5) mit m Rotor(1) durch ein züge(8) verbunden und diese am Rotor radial auszieh~ bar befestigt sind.
2. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch mekennzeichnet, daß die Seilzüge für die Rotorblätter(5) jeweils als Seilzugpaare ausebildet sind-
3. Windturbine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter(5) mit zusätzlichen, das jeweilige Rotorblatt bei Drehung des Rotors in vertikaler Anstellung haltenden Seilsträngen(8 ') versehen sind.
4. Windturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor(1) mit sich radial erstreckenden Fortsätzen(4) und die Rotorblstter(5) mindestens auf einer Seite mit in oder über die Enden dieser Fortsatze(4) schiebbaren Fortsätzen(6,6') versehen sind.
5. Windturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß die rotorseitigen Enden der radial ausziehbaren Seilzüge(8) mit in radialer Einzugsrichtung wirkenden Elementen, wie Flaschenzügen(9), Aufwickeltrommeln(14) od. dgl. versehen sind.
6. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im oder am Rotor(1) angeordnete bzw. mit dem Rotor in Wirkverbindung stehende Generator als umschaltbarer Motor-Generator und damit als Anlasser für den Rotor ausgebildet ist.
7. iindturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Rotor(1) höhenverstellbar am Mast(2) angeordnet ist.
8. Windturbine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß des M@stes(2) bunkerartig ausgebildet und mit Aufnahmeschlitzen(15)für die Rotorblätter(5) und mit einer zentralen Öffnung(16) für die Einsenkung des unteren Rotorteiles(3) versehen ist.
9. Windturbine nach Ansprüchen 2und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rotorseitigen Enden dar Seilziiffle(8) mit den Elementen zur radialen Einziehung derart verbunden sind, daß die Rotorblätter(5) beim Umlauf in Bezug auf die Windrichtung in die bezüglich der Windkraftumsetzung günstigste Stellung bringbar angeordnet sind.