DE2913407A1

DE2913407A1 - Wind turbine with rotor blades of reduced length - has resilient couplings between all elements subjected to wind force

Info

Publication number: DE2913407A1
Application number: DE19792913407
Authority: DE
Inventors: Hans-Dietrich Goslich
Original assignee: Individual
Current assignee: Ventor Windkraft Ag Stans Ch
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1980-10-16

Abstract

The wind turbine has a horizontal axis carrying a rotor hub with one or more rotor blades coupled to this via angled or resilient elements. The blades have a max. length of 3/4 of the rotor radius, with the length of the hub spokes corresp. extended, so that a small force is required to rotate the blades. All the elements of the turbine subjected to the wind force are coupled together via elastic elements, e.g. rubber mountings, springs or air cushions, while the mast which supports the rotor axis is dimensioned so that it is least flexible in the sense of its characteristic oscillation within the operating range.

Description

I.INDTUR E MIT HORIZONTALER AChSE I. INDTUR E WITH HORIZONTAL AXIS

Es werden Windturbinen mit einer Neiqung der Achse gegenüber der Horizontalen insoweit eingeschlossen, als die viirkungs weise der Turbine vom Prinzip her derjenigen einer solchen mit exakt horizontaler Achse entspricht.There are wind turbines with an inclination of the axis relative to the horizontal included insofar as the way the turbine works in principle of those corresponds to one with an exactly horizontal axis.

Eine solche Windturbine besteht im allgemeinen aus folgenden hauptsächlichen Baugruppen: - dem Rotor oder Turbinenrad - der Rotorachse - dem Maschinensatz, der die Lagerung des Rotors bzw. der Rotorachse und den Energieumsetzer einschließt - dem Schwenkmechanismus in horizontaler Ebene - der Regeleinrichtung - dem Mast, genebenenfalls mit Fundament In zahllosen Varianten sind bis heute Windturbinen yebaut worden, die in ihrem Grundaufbau den vorgenannten Prinzipien entsprechen, jedoch in allen Bereichen erhebliche Nachteile aufweisen, wenn nicht anders, dann zumindest hinsichtlich der Baugewichte. Diese lassen sich jeaoch nicht ohne weiteres verringern, wenn die bisher verwirklichten Bauformen beibehalten werden.Such a wind turbine generally consists of the following main ones Assemblies: - the rotor or turbine wheel - the rotor axis - the machine set, the includes the storage of the rotor or the rotor axis and the energy converter - the swivel mechanism in the horizontal plane - the control device - the mast, also with a foundation. Wind turbines are still in countless variants today have been built whose basic structure corresponds to the above-mentioned principles, however, have considerable disadvantages in all areas, if not otherwise, then at least with regard to the construction weight. However, this cannot be done without further ado reduce if the previously realized designs are retained.

Die Reauzierung der Baugewichte ist jedoch von entscheidender Bedeutung weil - der Einfluß der Massenkräfte herabgesetzt wird - Transport und Montage vereinfacht und die anteiligen Kosten herabgesetzt werden - Material- und Herstellkosten zwangsläufig mit den Baugewichten abnehmen.However, reducing the construction weight is of crucial importance because - the influence of inertial forces is reduced - transport and assembly are simplified and the proportional costs are reduced - material and manufacturing costs inevitable decrease with the construction weights.

Gegenstand der Neuerung ist eine Windturbine mit horizontaler Achse und den in den Schutzansprüchen aufgeführten Merkmalen.The object of the innovation is a wind turbine with a horizontal axis and the features listed in the protection claims.

Bemerkenswert ist, daß nur unter Anwendung nahezu aller Schutzmerkmale gleichzeitig der Bau einer Windturbine nach dem Erfindungsgedanken möglich ist.It is noteworthy that only with the application of almost all protective features at the same time the construction of a wind turbine according to the inventive concept is possible.

Beispielsweise werden die Kräfte bei Verwendung eines starren oder in üblicher Bauweise als starr anzusehenden Mastes auf die Strukturteile des Maschinensatzes wie auch der Rotorachse so groß, daß die hierdurch erforderlichen Verstärkungen eine Zunahme der Gewichte und bewegten Massen bedingen, die ihrerseits wieder die gleichen Folgen bei anderen Bauelementen auslösen. Dieses Prinzip beginnt erfindungsgemäß bei den Rotorblättern und setzt sich über nahezu alle Baugruppen der gesamten Anlage fort, wobei die Schutzmerkmale zur Durchführbarkeit einer Bauweise wie vorgeschlagen, im wesentlichen unumgänglich sind, wie im folgenden erläutert.For example, the forces when using a rigid or in the usual construction as a rigid mast on the structural parts of the machine set as well as the rotor axis so large that the necessary reinforcements cause an increase in weights and moving masses, which in turn lead to the trigger the same consequences for other components. This principle begins according to the invention at the rotor blades and spreads over almost all assemblies of the entire system continued, with the protective features for the feasibility of a construction as proposed, are essentially indispensable, as explained below.

Die Verteilung der aerodynamischen Auftriebskräfte am Rotorblatt, die für die Energieausbeute maßgebend sind, entspricht etwa der im Diagrarran Fig.l wiedergegebenen Form, wobei L die Blattlänge und A die Größe des Auftriebs in einem von den Abmessungen abhängigen Maßstab darstellt. Das Zentrum des Rotors liege hierbei im Koordinatenursprun.The distribution of the aerodynamic lift forces on the rotor blade, which are decisive for the energy yield, corresponds roughly to that in the Diagrarran Fig.l reproduced shape, where L is the blade length and A is the amount of lift in one represents a scale dependent on the dimensions. The center of the rotor lies here in the origin of coordinates.

Es ist ersichtlich, daß bei einer Verkürzung des Rotorblattes um die Hälfte seiner Länge nur ein geringer Teil der Auftriebskräfte verloren geht. Andrerseits liegt auf der Hand, daß sowohl Gewicht wie Fertigunqsaufwana aurch diese Maßnahme drastisch zu senken sind.It can be seen that when the rotor blade is shortened by the Half of its length only a small part of the lift forces is lost. On the other hand It is obvious that both the weight and the cost of production are a result of this measure are to be drastically reduced.

Maßgebe für den Grad der Blattverkürzung sind die aerodynamischen Verhältnisse am Rotor, die sich aus Profilwiderstand, Oberflächengüte und dem Luftwiderstana der ersatzweisen Nabenstruktur des Rotors bezoqen auf die in Drehrichtung gerichtete Auftriebskomponente ergeben. Je nach Wahl und Ausführung der einzelnen Bauelemente kann das Verhältnis der Verkürzung variiert werden.The aerodynamic ones are decisive for the degree of blade shortening Conditions on the rotor, which result from the profile resistance, surface quality and the air resistance the replacement hub structure of the rotor related to the direction of rotation Result in lift component. Depending on the choice and design of the individual components the ratio of the shortening can be varied.

Ein weiterer Vorteil ist bautechnisch gegeben. Durch die verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten längs des Blattes ergeben sich bei gleich angenommener Windrichtung unterschiedliche Anblasrichtungen, denen mittels sog. Verschränkung des Blattes Rechnung getragen werden muß, um an allen Stellen des Blattes gleiche Anströmverhältnisse für das Profil zu bekommen.Another advantage is given in terms of construction. Through the various Circumferential speeds along the blade result from assuming the same Wind direction different blowing directions, which by means of so-called entanglement of the sheet must be taken into account in order to be the same in all parts of the sheet To get flow conditions for the profile.

Die Verschränkung nimmt zum Rotorzentrum hin sehtstark zu.The entanglement increases noticeably towards the center of the rotor.

Gleichzeitig wird die Blattbreite im allgemeinen zum Zentrum hin größer ausgeführt als an der Blattspitze. Beide Einflüsse zusammen ergeben erhöhte Fertigungsprobleme, sofern die Blätter bis in die Nähe des Rotorzentrums reichen. Besonders bei Blättern aus Aluminium oder andaen Metallen fällt dieser Umstand ins Gewicht, weil sich die so entstehenden sphärisch verformten Flächen nur durch Flißverformung der Materialien (Pressen)erzeugen lassen. Es ist also von großem Vorteil, möglichst viel des inneren Blattbereiches fortlassen zu können.At the same time, the width of the sheet generally becomes larger towards the center executed as at the tip of the blade. Both influences together result in increased manufacturing problems, as long as the blades reach near the center of the rotor. Especially with leaves made of aluminum or other metals, this fact is significant because the so resulting spherically deformed surfaces only through flow deformation of the materials (Pressing) can be produced. So it is of great advantage to have as much of the internal as possible To be able to omit the leaf area.

Die Erkenntnis des geringen Nutzens im Bereich des Rotorzentrums ist nicht neu, und es gibt zahlreiche Beispiele ausgeführter Windkraftanlagen, bei denen die Blätter nicht in unmittelbarer Nähe der Achse beginnen, sondern an armartigen Streben, wie sie in fast gleicher reise auch der Erfindung zugrunde liegen.The realization of the low benefit in the area of the rotor center is not new, and there are numerous examples of implemented wind turbines where the leaves do not begin in the immediate vicinity of the axis, but on arm-like ones Strive as the invention is based on almost the same journey.

Im Falle solcher Bauweise sind die Streben dann aber unter sich sofern es sich um mehr als zwei Blätter handelt, und gegenüber gegenüber der Achse abgestrebt, weil aufgrund der hohen Blattgewichte eine freitragende Konstruktion nur dann ausführbar wäre, wenn die Arme so stark dimensioniert sind, daß kein Vorteil in dieser Bauausführung mehr läge.In the case of such a construction, the struts are then provided among themselves if there are more than two leaves, and braced opposite the axis, because due to the heavy weight of the blades, a self-supporting construction can only then be implemented would be, if the arms are dimensioned so strong that no advantage in this construction more would be.

Hier greifen mehrere Merkmale, die dem Erfindungsgedanken entsprechen, ineinander.Here are several features that correspond to the idea of the invention, into each other.

1. Die Blätter sind gelenkig an den Armen angebracht. 1. The leaves are articulated on the arms.

Dadurch treten, abgesehen vom Vorttiebsmoment, nahezu keine Biegekräfte in der Blattwurzel auf. As a result, apart from the propulsion torque, there are almost no bending forces in the leaf root.

2. Wegen 1. können die Blätter extrem leicht ausgeführt werden. 2. Because of 1. the blades can be made extremely easy.

3. Wegen 2. können die Arme sehr leicht, dünn und elastisch gebaut werden, ohne abgestrebt werden zu müssen. 3. Because of 2. the arms can be built very light, thin and elastic without having to be stripped off.

4. Die Konsequenz aus 3. bringt mit sich, aß der Luftwiderstand der Arme sehr gering ist 5. Aus 4. resultiert, daß bei gleich angenommenen relativen Verlusten die Blätter weiter verkürzt werden können, woraus sich wieder positive Konsequenzen für die Punkte 3 ff ergeben. 4. The consequence of 3. entails the aerodynamic drag of the ate Arms is very low 5. From 4. it results that with the same assumed relative Losses the leaves can be further shortened, which again results in positive ones There are consequences for points 3 ff.

Die Optimierung aus diesen Überlegungen weitergeführt über angerenzende Baugruppen führte in ausgeführten Beispielen zu Gewichtsreduzierungen am kompletten Rotor um das 18 bis 20 fache und mehr gegenüber vergleichbaren Anlagen herkömmlicher Bauart.The optimization from these considerations continued over the adjacent ones In the examples shown, assemblies led to weight reductions in the entire system Rotor 18 to 20 times and more compared to comparable conventional systems Design type.

Durch das somit erreichte extrem niedrige Gewicht des Rotors kann dieser in großem Abstand vom Mast angeordnet werden, wodurch sich bei vorausgesetzte leeseitigen Betrieb eine bessere Richtungsstabilität bezogen auf die Windrichtung ergibt.Due to the extremely low weight of the rotor achieved in this way, This can be arranged at a large distance from the mast, which means that it is assumed leeward operation a better directional stability related to the wind direction results.

Dadurch kann eine mechanische Nachführeinrichtung, die bisher bei größeren Rotordurchmessern als unumgänglich galt, entfallen.This allows a mechanical tracking device that was previously used in Larger rotor diameters were considered unavoidable.

Wiederum Gewichts- und Kosteneinsparungen sind die Folge.Again, weight and cost savings are the result.

Ferner kann die aus den Armen bestehende Nabe fest mit Achse verbunden werden und dadurch trotz des anordnungsgemäß bedingten großen Abstandes des Rotors vom Mast auf eine zusätzliche Lagerung rotorseitig verzichtet werden. Dadurch entfallen wiederum dem Maschinensatz zuzuordnende Strukturteile, die zur Halterung eines solchen Lagers weit nach außen vorgeschoben werden müßten. Gewichts- und Kostenvorteile sind auch hier die Folge.Furthermore, the hub consisting of the arms can be firmly connected to the axle and thus despite the large distance between the rotor, which is caused by the arrangement additional mounting on the rotor side of the mast can be dispensed with. This is not necessary in turn, structural parts to be assigned to the machine set, which are used to hold such a Camp would have to be pushed far outwards. Weight and cost advantages are also the result here.

Die Verhältnisse werden erfindungsgemäß dadurch zusätzlich verbessert, daß die in Nähe des Mastzentrums befindliche Lagerung der Hauptachse zusammen mit dem Maschinensatz oder auch getrennt von diesem und gelenkig mit ihm verbunden derart um eine horizontale Achse vorzugsweise elastisch schwenkbar aufgehängt ist, daß die Achse in vertikaler Ebene in einem Winkelbereich von etwa 200 beweglich ist. Dese Bewegungen werden mit Nickbewegungen bezeichnet.According to the invention, the conditions are additionally improved by that the bearing of the main axis located near the mast center together with the machine set or also separately from this and articulated with it in such a way is suspended, preferably elastically pivotable about a horizontal axis, that the axis is movable in the vertical plane in an angular range of approximately 200. These movements are called nodding movements.

Es gibt stets Geschwindigkeitsunterschiede des Windes in der oberen gegenüber der unteren Hälfte des Rotors oder kurzzeitige Böen mit nach oben oder unten gerichteter Komponente, die im Falle einer starren Lagerung erhebliche Kräfte in Form von Biegekräften auf die Rotorachse ausüben würden. Diese überlagern sich den aus dem Rotorgewicht resultierenden Biegekräften und bedingen eine verstärkte Ausführung der Rotorachse bei der gewählten Anordnung.There are always differences in the speed of the wind in the upper one towards the lower half of the rotor or brief gusts with upwards or component facing downwards, which in the case of a rigid mounting has considerable forces would exert in the form of bending forces on the rotor axis. These overlap the bending forces resulting from the rotor weight and require increased Execution of the rotor axis with the selected arrangement.

Die erstgenannten Biegekräfte können nahezu vollständig durch die beschriebene "weiche" Aufhängung der Achslagerung erfindungsgemäß eliminiert werden. Hierdurch kann die Rotorachse abermals leichter ausgeführt werden. Außerdem wird die Betriebssicherheit erhöht, da überraschend unvoraussehbare Kraftspitzen nicht auftreten können.The first-mentioned bending forces can be almost completely due to the "soft" suspension of the axle bearing described can be eliminated according to the invention. As a result, the rotor axis can again be made lighter. Also will the operational reliability increases, since surprisingly unpredictable force peaks are not may occur.

Es hängt von der Größe der Anlage und letztlich von cer Dimensionierung im einzelnen ab, wieweit Achse und Arme des Rotors völlig freitragend ausgeführt werden können oder aber, weil weitere Gewichtsminimierung die Folge ist, durch ein zusätzliches Lager gestützt werden, das im Extremfall nur durch Seile mit der Yopfstruktur verbunden zu sein braucht, da es lediglich dazu dient, die am rotorseitigen Achsende angreifenden Eigengewichte zu kompensieren und damit Wechselbiegekräften entegegen zu wirken sowie evtl. angeregte Schwingungen zu dämpfen.It depends on the size of the plant and ultimately on its sizing in detail from the extent to which the axis and arms of the rotor are completely self-supporting or, because further weight reduction is the result, by a additional bearings are supported, which in extreme cases only by ropes with the Yopf structure needs to be connected, since it only serves the purpose of the axle end on the rotor side to compensate attacking dead weights and thus counteract alternating bending forces to act as well as to dampen any excited vibrations.

Werden zudem die Arme mit der Achse durch ein elastisches Zwischenqlied z.B. aus Gummi, Federstahl oder elastischem Kunststoff o.ä. verbunden, so werden auch hier Spannungsspitzen, die aus Biegekräften in den Armen herrühren, die ihrerseits z.B. aus den oben erwähnten unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten entstehekn können, fast vollständig abgebaut, was wieder zu einer Dimensionierungs- und damit Gewichtseinsparung führt.In addition, the arms are connected to the axis by means of an elastic intermediate member e.g. made of rubber, spring steel or elastic plastic or similar here, too, stress peaks resulting from bending forces in the arms, which in turn e.g. can arise from the different wind speeds mentioned above, almost completely dismantled, which again leads to a saving in terms of size and thus weight leads.

In Fig.2 ist ein Ausführunqsbeispiel in Form einer zweiblattrigen Windturbine gemäß dem Erfindungsgedanken in Seiten und Vorderansicht dargestellt. Im einzelnen sind die Bauteile und bewegungsfreiwinkel wie folgt bezeichnet: B = Blätter mit reduzierter Länge S = Schlaggelenke in wahlweise doppelter Schrägstellung in zwei Ebenen um die Winkels und Q A = Arme als Bestandteil der Nabe R-= Rotorachse N = Nickgelenk für vertikale Bewegungsfreiheit des gesamten Rotorsystems im Bereich des Winkels p E = Energieumsetzer z.B. Genenrator, Pumpe, Kompressor o.ä.In Fig.2 is an exemplary embodiment in the form of a two-leaf Wind turbine according to the concept of the invention shown in side and front view. In detail, the components and free angle of movement are designated as follows: B = Blades with reduced length S = flapping hinges optionally in double inclination in two planes around the angle and Q A = arms as part of the hub R- = rotor axis N = pitch joint for vertical freedom of movement of the entire rotor system in the area of the angle p E = energy converter e.g. generator, pump, compressor or similar.

H = Schwenklager für Bewegungsfreiheit der Kopfstruktur in horizontaler Ebene M = Mast F = Fundament = = Schlag- oder Rlappwinkel. H = swivel bearing for freedom of movement of the head structure in the horizontal Level M = mast F = foundation = = flapping or folding angle.

Unter Einwirkung der Windkraft werden die Blätter nach Lee qedrückt. Die Fliehkraft wirkt dem entgegen und spreizt die Blätter nach außen, so daß sich ein Kräftegleichgewicht ergibt, das die Stellung der Blätter im jeweiligen Betriebszustand bestimmt.Under the action of wind power, the blades are pressed to leeward. The centrifugal force counteracts this and spreads the leaves outwards, so that an equilibrium of forces gives rise to the position of the blades in the respective operating state certainly.

Bei der Schlagbewegung der Blätter führen diese gleichzeitig eine Drehung um ihre Längsachse aus, sofern die Schlaggelenke, wie in Fig. 2 dargestellt in zwei Ebenen je einen von 900 verschiednen Winkel aufweisen.When the blades flap, they simultaneously lead one Rotation about its longitudinal axis, provided the flapping joints, as shown in FIG. 2 each have one of 900 different angles in two planes.

Die Blätter können gemäß ihrer Profilierung für Links- oder Rechtslauf ausgelegt sein. Werden die Winkel der Schlaggelenke für beide Fälle beibehalten, so ergeben sich verschiedene Charakteristika für das Laufverhalten der Blätter in verschiedenen Betriebsstellungen, die in Entlehnung aus dem Hubschrauberbau mit positiver oder negativer Rücksteuerung bezeichnet werden. Durch geeignete Wahl der Ausgangsstellungen der Blätter bei stillstehender Anlage oder aber bei Gefahrenzuständen, z.E. bei Fortfall der Leistung, kann erreicht werden, daß z.B. das Anlaufverhalten verbessert oder eine Sturmsicherung erreicht wird dadurch, daß im letzteren Falle die Strömung an den Blättern abreiSt und der Rotor automatisch abgebremst wird.The blades can be turned to the left or right according to their profile be designed. If the angles of the flapping joints are retained for both cases, this results in different characteristics for the running behavior of the leaves in various operating positions borrowed from helicopter construction with positive or negative feedback. By suitable choice of Starting positions of the leaves when the plant is at a standstill or else in dangerous situations, e.g. if the service is discontinued, it can be achieved that E.g. the start-up behavior is improved or storm protection is achieved by that in the latter case the flow stops at the blades and the rotor automatically is braked.

Auch bei plötzlichen Richtungsänderungen infolge Eöeneinwirkuny kann auf diese Weise den gyroskopischen und Cortioliskräften entgegenqewirkt werden, wodurch Arme und Blätter weiter entlastet werden.Even in the case of sudden changes in direction as a result of the effects of energy in this way the gyroscopic and Cortiolis forces are counteracted, whereby arms and leaves are further relieved.

Im Stillstand müssen die Rotorblätter erfindungsgemäß im allgemeinen durch federelastische Bauelemente oder eine gegenseitige Seilverspannung, durch Gestänge, Kontergewichte oder andere Maßnahmen herkömmlicher Art in eine vorgewählte Ausgangsstellung gebracht werden. Erst im Rundlaufen übernehmen zunehmende Fliehkräfte die Funktion dieser Bauelemente.According to the invention, the rotor blades must generally be at a standstill by elastic components or a mutual tensioning of the cables Linkage, counterweights or other measures of a conventional type in a preselected Starting position are brought. Only when running round do increasing centrifugal forces take over the function of these components.

Im Gegensatz zu herkömmlichen ElndkraftadWgen, bei denen der Mast im allgemeinen möglichst starr ausgeführt wird, z.B.In contrast to conventional ElndkraftadWgen, where the mast is generally made as rigid as possible, e.g.

als Gittermast, Betonmast oder hochabgespannter Stahlmast kommt der Gestaltung gemäß dem Erfindungsgedanken beim Mast besondere Bedeutung zu. Es wird angestrebt, unter Bercksichtigung der extrem niedrigen Baugewichte, die im Mastkopf zusammengefaßt sind, daß der Mast möglichst elastisch in dem Sinne ausgeführt wird, das seine Schwingungseigenfrequenz deutlich unterhalb der aus den wesentlichen Betriebszuständen der Anlage resultierenden Anregungsfrequenzen liegt.The comes as a lattice mast, concrete mast or high-tensioned steel mast Design according to the concept of the invention in the mast is of particular importance. It will aimed at, taking into account the extremely low construction weight in the mast head are summarized that the mast is made as elastic as possible in the sense, that its natural oscillation frequency is well below that of the essential operating states the system resulting excitation frequencies.

Da die Anlage nach dem Anlaufen sehr schnell einen niedrigen Drehzahlbereich durchfährt und innerhalb dieses Bereiches auch keine gefährdenden Schwingungsanregungen zu erwarten sind, sollte die oberste Grenze der Masteigenfrequenz etwa bei der halben als Nenndrehzahl definierten Drehzahl des Rotors liegen.Since the system has a low speed range very quickly after start-up drives through and within this area also no dangerous vibration excitations are to be expected, the upper limit of the mast's natural frequency should be around half that as the nominal speed of the rotor are defined.

Um auch hier Gewichte und damit Kosten zu sparen, wäre z.B. ein Gesichtspunkt zur Auslegung des Mastes der, das man nach Ermittlung der maximalen vertikalen und horizontalen Kräfte, die am Mastkopf auftreten. den Mast so auslegt, daß die örtlichen Materialipannungen über die gesamte Mastlänge hinweg etwa gleich und einen vorgegebenen etwa der Dauerfestigkeit entsprechenden Wert nicht überschreiten. Im Gegensatz zu allen üblichen Dimensionierungen ergibt dies Masten, die relativ große Schwingungsamplituden an der Mastspitze ausführen. Hinsichtlich der gesamten Konzeption, nämlich der Minimierung von örtlichen Kraftipitzen und damit gleichfalls Minimierung der Baugewichte ist dies jedoch geradezu erwünscht.In order to save weight and thus costs here too, one aspect would be, for example for the interpretation of the mast, which one after determining the maximum vertical and horizontal forces that occur at the mast head. the mast so that the local Material tensions over the entire mast length approximately the same and a given one Do not exceed the value approximately corresponding to the fatigue strength. In contrast to All of the usual dimensions result in masts with relatively large vibration amplitudes at the top of the mast. With regard to the entire concept, namely the minimization of local power peaks and thus also minimization of the structural weight however, this is downright desirable.

Als Material für Masten kommt Stahl, Aluminium aber auch Beton (Spannbeton) oder faserverstärkte Kunstsoffe infrage, um eine beispielgebende Auswahl zu nennen. Ferner können Einrichtungen zum Besteigen, zum Umlegen oder Aufrichten mittels mechanischer hydraulischer oder andrer Hilfsmittel oder sonstige Einrichtungen, die mehr oder weniger zum Betrieb der Anlage erforderlich sein könnten, am Mast angebracht werden. Bei hohen Masten ist auch die Anbringung einer Abspannung möglicht und wiederspricht nicht dem Erfindungsgedanken, sofern die vorgenannten Eigenschaften des Mastes dadurch nicht beeinträchtigt werden.The material used for masts is steel, aluminum, but also concrete (prestressed concrete) or fiber-reinforced plastics, to name an exemplary selection. Furthermore, devices for climbing, folding or straightening by means of mechanical hydraulic or other aids or other facilities that have more or less could be required to operate the system, be attached to the mast. In the case of high masts, it is also possible to attach an anchoring system and this is contradicting itself not the idea of the invention, provided that the aforementioned properties of the mast thereby not be affected.

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Claims

indtUrbille lait trorixontal axis PROTECTION CLAIMS: 1. Wind turbine with horizontal or horizontal axis approximated, working in the lee of the mast, with one or more with one or more rotor blades with the rotor hub are connected by flaps or elastic components, characterized in that that by reducing the blade length for a given rotor radius and corresponding Enlargement of the hub radius in connection with articulated coupling of all or the wentlichen moving parts of the entire wind turbine to each other, preferably using elastic components such as rubber bearings, springs, air cushions or similar, as well as the dimensioning of the mast also in the highly elastic and therefore compulsory Low-frequency natural oscillation range largely suppressed are that thereby all components can be carried out extremely easily and this retrospectively leads to a reduction in the forces from moving masses.

2. Wind turbine according to 1., characterized in that the or the Blades have a maximum length of 3/4 of the rotor radius, but preferably, in Depending on the aerodynamic resistance values, have a shorter length.

3. Wind turbine according to 1. and 2. characterized in that the rotor blades are coupled to each other in such a way, by ropes, levers, gears or systems or the like, that their flapping movements necessarily take place in the same direction and therefore at a standstill in addition to possibly. Spring elements, which can optionally be omitted as a result Balancing the weight of the blades with one another, especially when the turbine is at a standstill, takes place.

4. Wind turbine according to 1 to 3, characterized in that the geometry of the coupling according to claim 3 causes an increase in elastic stresses in both directions of the flapping movement and thereby a restoring torque acts on the blades, protection claims that brings it to a predetermined position when the vehicle is stationary.

5. Wind turbine according to claim 1 to 4, characterized in that the rotor blades are attached to arms with joints or resilient components, which in turn are firmly connected to the axis of the rotor, as well as this one can form outside angles and can be braced with each other.

6. Wind turbine according to claim 1 to 5, characterized in that the arms with the interposition of an elastic component of a known type or are coupled to the axle without increased intrinsic damping in such a way that the torque from the energy absorption from the rotor can be transferred to the axle and the Arms can make elastic movements parallel to the axis.

7. Wind turbine according to claim 1 to 6, characterized in that the articulated connection between arms (rotor hub) and blades both at the end of the Blade facing the rotor hub (blade foot) can be arranged as well at any point between the leaf base and the center of gravity.

8..Wind turbine according to claim 1 to 7, characterized in that the arms are rigidly connected to each other or consist of one piece and in their entirety according to claims 5 and 6 are connected to the axle.

9. Wind turbine according to claim l.to 8, characterized in that the Rotor axis is so-called cantilevered, i.e. in its entire length behind the mast head or the machine set or its immediate vicinity without further intermediate storage is arranged to rotate freely.

lo. Wind turbine according to Claim 9, characterized in that the principle the arrangement described in this claim is preserved, but the axis is supported by a bearing in the vicinity of the rotor or arm attachment, which in the extreme case of Ropes can be suspended and only dampening and reducing vibrations Alternating bending forces at the point of greatest stress on the axis are used.

Schutzanspziiche 11. Wind turbine according to claim 1 to lo, characterized in that that the rotor axis together with the energy converter (generator, Pump, mechanical device, etc.) in addition to the already existing freedom of movement is mounted in the horizontal direction in such a way that it is also free in the vertical plane is movable and / or by elastic components from oscillating movement in vertical Level returns to a given central position.

12. Wind turbine according to 1 undi, characterized in that the Energieumsetzbr rigid in the vertical direction with the mast head pivotable in the horizontal plane is connected and the rotor axis is connected by means of an articulated coupling and its separate Storage is arranged movable about a horizontal axis so that the rotor axis can perform the movement mentioned in claim 11 in the vertical.

13. Wind turbine according to claim 1 to 12, characterized in that the mast of the wind turbine with regard to its elastic behavior so dimensioned is that its natural frequency is well below the nominal or predominantly continuous speed of the rotor according to its design. It can be made of prestressed concrete, steel pipe, Spring steel, aluminum, fiber-reinforced plastics are made up and free-standing or be (partially) exhausted.

14. Wind turbine according to claim 1 to 13, characterized in that between mast head or machine set and mast a coupling using known Components is such that when the mast tip oscillates the position of the Head is retained in a horizontal position without affecting the freedom of movement the axle according to claim 11 and 12 is impaired.