DE2821899C3

DE2821899C3 - Windturbine

Info

Publication number: DE2821899C3
Application number: DE2821899A
Authority: DE
Inventors: Erich 6100 Darmstadt Herter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2821899A1; DE2821899B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Windturbine zum Antrieb von Maschinen, wie elektrische Generatoren, Pumpen oder dergl., mit einem um eine vertikale Achse drehbaren Rotor, der mindestens aus zwei Rotorblättern besteht.

Windturbinen der genannten Art sind z. B. nach der US-PS 18 35 018 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 60 m und mehr bei entsprechend großen Rotorblättern in Betracht gezo- ^ gen 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 eine.-, rr.ög liehst 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 Kennzeichnung des Hauptanspruches gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen dieser prinzipiellen Lösung ergeben sich nach den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Windturbine wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeisprelen näher erläutert Es zeigt schematisch

Fi g. 1 in perspektivischer Ansicht die Windturbine in Hochstellung am oberen Ende des Mastes und

F i g. 2 in perspektivischer Ansicht die Anordnung der Windturbine an einem Mast in besonderer Ausführungsform.

Wie aus den F i g. 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 antreibba-

^45- ren 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 1 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

^5/5 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

^ft0 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

^h> 5 für ihren »Flug« bei Drehung durch zusätzliche kurze Seilstränge 8' zu stabilisieren. An den l-'ortsätzen 4 können abströmseitig gewissermaßen als Höhenruder fungierende Fahnen 12 angeordnet sein.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 sind die Seilzugpaare 8 über ein flaschenzugartiges Element 9 geführt und mit ihren Enden 10 innen in den Fortsätzen 4 befestigt Eine Flaschenzugtraverse ist über eine Spindel 11 mit Antrieb 13 radial verstellbar ausgebildet.

Gemäß F i g. 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 v/erden kann, so daß sich die Rotorblätter auf einem größeren Umlaufkreis bewegen können.

Ober 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 Windturbine beispielsweise 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 etv/as exzentrisch gelagert ist, wodurch die günstigste Einstellung der Rotorblätter zur Windrichtung erreicht werden kann. Uabei führt einer der Seilstränge 8 auf die eine und der andere auf die andere Trommel.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Windturbine zum Antrieb von Maschinen, wie elektrische Generatoren, Pumpen o& dgl., mit einem um eine vertikale Achse drehbaren Rotor, der mindestens aus zwei Rotorblättern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter (5) mit dem Rotor (I) durch Seilzüge (8) verbunden und diese am Rotor radial ausziehbar befestigt sind.

2. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilzüge für die Rotorblätter (5) jeweils als Seilzugpaare ausgebildet 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 (IjI niit sich radial erstreckenden Fortsätzen (4) und die Rotorblätter (5) mindestens auf einer Seite mit in oder über die Enden dieser Fortsätze (4) schiebbaren Fortsätzen (6,6') versehen sind.

5. Windturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, 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. mk dem R-: tor in Wirkverbindung stehende Generator ate umschaltbarer Motor-Generator und damit als AnIa? ~λγ für den Rotor ausgebildet ist

7. Windturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1) höhenverstellbar am Mast (2) angeordnet isL

8. Windturbine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß des Mastes (2) bunkerartig ausgebildet und mit Aufnahmeschlitzen (15) für die Rotorblätter (5) und mit einer zentralen öffnung (16) für die Einsenkung des unteren Rotorieiles (3) versehen ist.

9. Windturbine nach Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rotorseitigen Enden der Seilzüge (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.