DE3015756A1

DE3015756A1 - Windturbine

Info

Publication number: DE3015756A1
Application number: DE19803015756
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. Bad Vöslau Manske
Original assignee: Ed Mann & Co KG Papierfab GmbH
Current assignee: Ed Mann & Co KG Papierfab GmbH
Priority date: 1980-04-24
Filing date: 1980-04-24
Publication date: 1981-10-29

Description

Wind turbine
Die Erfindung bezieht sich auf eine auf einem Turm oder dergleichen angeordnete Windturbine, die sich mit Hilfe von Leitblechen stets selbsttätig in die Windrichtung dreht.
In der Patentanmeldung P 29 36 959.3-15 des gleichen Anmelders ist eine windgetriebene Turbine dargestellt und bescllrieben, die aus einem beschaufelten Laufrad und einem Leitapparat besteht, wobei an den Leitapparat einerseits ein Ansaugrohr, andererseits ein Absaugrohr angeschlossen sind und Leitbleche als Windfahne zur jeweiligen Verstellung der Turbine in die Richtung des Windes.
Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gcstellt, eine Windturbine zu schaffen, die eine möglichst hohe Drehzahl erreicht, um auf diese Art und Weise auch eine entsprechend hohe Leistung zu ergeben.
Die Lösung dieser Aufgabe wurde erfindungsgemäß nun darin gefunden, daß in einem drehbar auf dem Turm angebrachten Ringgehäuse, in zwei im Ringgehäuse festgelegten Lagern, eine Welle gelagert ist, die ein Turbinenlaufrad, eine Bremstrommel und einen Generator trägt, diese so unmittelbar miteinander kuppelnd, wobei vor dem Turbinenlaufrad, auf der Einlaufseite, eine Einlaufdüse und hinter dem Turbinenlaufrad ein sich erweiternder Diffusor angebracht sind und an dem Diffusor Leitbleche vorgesehen sind.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird so vorgegangen, daß die beiden Lager, mittels Abspannungen, z. B.
in Form von jeweils vier Blechlaschen, in dem Ringgehäuse gehaltert sind, und das Turbinenlaufrad mit Leichtmetallschaufeln in Tragflächenprofil bestückt ist, wobei diese Schaufeln in an sich bekannter Weise, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Turbinenlaufrades selbsttätig verstellbar sind.
Es ist besonders vorteilhaft, die Anlage so aufzubauen, daß das Ringgehäuse auf einem, im oberen Turmende gelagerten Drehkopf sitzt, durch den, vom Generator kommend, ein Kabel durch den hohlen Turm geführt ist, und in einem Schaltkasten am Fuß des Turmes endet.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen und den Ansprüchen.
Es zeigen, in schematischen Skizzen, Figur 1 einen Längsschnitt durch die Turbine, Figur 2 eine Stirnansicht der erfindungsgemäßen Windturbine und Figur 3 einen Turm mit der auf seinem oberen Ende angebrachten Windturbine.
Die von der Windströmung horizontal durchströmte Turbine wird durch die kinetische Energie des Windes angetrieben, wobei in einem Ringgehäuse 6 eine Welle 2 in zwei Lagern 5 gelagert ist und diese Lager ihrerseits durch Abspannungen 5' an dem Ringgehäuse gehaltert sind. Als Abspannungen können z. B. jeweils vier Blechlaschen Verwendung finden.
Auf der Welle 2 sind ein Turbinenlaufrad 1 aus Leichtmetall, eine Bremstrommel 3 und ein Generator 4 aufgezogen, so daß diese direkt miteinander gekoppelt sind. Die Flügel des Turbinenlaufrades haben vorteilhaft Tragflächenprofil. Das Ringgehäuse 6 ist auf einem, im oberen Turmende gelagerten Drehkopf;9 befestigt, durch den vom Generator 4 kommend, ein Kabel 11 durchgeführt ist, welches durch den hohlen Turm 12 bis zum Fuß des Turmes geführt wird und dort in einem Schaltkasten aufgenommen wird.
Am Ringgehäuse 6 ist auf der Einlaufseite, vor dem Turbinenlaufrad, eine Einlaufdüse 7 vorgeschaltet, so daß durch diese Einlaufduse, je nach der Querschnittserweiterung, eine wesentliche Beschleunigung der Luftströmung erfolgt.
Dadurch wird eine hohe Drehzahl des Turbinenlaufrades und damit eine entsprechend hohe Leistung erreicht, was durch bereits in Betrieb befindliche Windturbinen bewiesen wurde.
Auf diese Art und Weise wird schon bei sehr kleiner Windgeschwindigkeit, eben infolge der Wirkung dieser Einlaufdüse, eine gute Leistungsabgabe des Generators bewirkt.
Die Schaufeln des Turbinenlaufrades 1 sind in der Nabe selbsttätig verstellbar angebracht und werden, in be';nnter Art und Weise durch die Drehzahl des Turbinenlaufrades gesteuert, wie dies bei Kaplanturbinen auch geschieht. Die Schaufeln sind mit Zapfen drehbar gelagert, wobei an diesen Zapfen je ein Hebel befestigt ist und an diesem ein Verstellgestänge angreift, das durch die hohlen Turbinenteile hindurchgefUhrt ist. Die Schaufeln werden dann Ueber Lenker, ein Verstellicreuz und Verstellgestänge durch einen mit der Turbine umlaufenden hydraulischen Stellinotor bewegs. Durch diese verstellbaren Schaufeln wird auch bei extremen Windströmungen, z. B. bei Sturm, ein überdrehen des Laufrades und des Generators verhindert.
Der Generator 4 ist in Form eines Drehstromgenerators vorgesehen, so daß die Spannung konstant ist und die Leistung sich der Drehzahl entsprechend bis zur vollen Leistung steigern kann. Nach Durchströmen des Turbinenlaufrades 1 gelangt die Luftströmung in den Bereich des Diffusors 8, der so erweitert ist, daß hinter dem Turbinenlaufrad 1 ein Unterdruck entsteht, so daß die Strömungsenergie so ausgenutzt werden kann, daß bis auf die Reibungsverluste fast die gesamte Leistung der Turbine in elektrische Leistung umgesetzt werden kann.
Dadurch, daß das Ringgehäuse 6 und damit die ganze Turbine auf dem Drehkopf 9 befestigt ist, kann man mit Hilfe von Leitblechen 10, die auf dem Diffusor 8 angebracht sind, die Windturbine stets in den Wind drehen. Diese Drehung erfolgt dadurch völlig selbständig. Die in der Wind turbine erzeugte elektrische Energie wird vom Generator 4, mit Hilfe des Kabels il, durch den hohlen Drehkopf 9 in den Turm 12 zu einem Schaltkasten am Fuß des Turmes gefuhrt und von dort dann weiter zu dem vorhandenen öffentlichen oder privaten Netz.
FUr Montagearbeiten kann der Turm 12 mit Hilfe von Steigeisen bestiegen werden, so daß man also auf die Arbeitsbühne 13, unterhalb des Drehkopfes 9, gelangen kann. Mittels der Bremstrommel 3, die von der Arbeitsbuhne 13 her betätigbar ist, kann das Turbinenlaufrad zum Stillstand gebracht werden, um eine Unfallgefahr auszuschließen.

Claims

Patentansprüche i1) Auf einem Turm oder dergleichen angeordnete Windturbine, die sich mit Hilfe von Leitbleehen stets selbsttätig in die Windrichtung dreht, dadurch gekennzeichnet, daß in einem drehbar auf dem Turm angebrachten Ringgehäuse (6), in zwei im Ringgehäuse (6) festgelegten Lagern (5), eine Welle (2) gelagert ist, die ein Turbinenlaufrad (1), eine 3remstrommel (3) und einen Generator (4) trägt, diese so unmittelbar miteinander kuppelnd, wobei vor dem Turbinenlaufrad (1)9 auf der Einlaufseite, eine Einlaufdüse (7) und hinter dem Turbinenlaufrad ein sich erweiternder 1)iffusor (8) angebracht sind und an dem Diffusor (8) Beitbleche (10) vorgesehen sind 2) Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lager (5)9 mittels Abspannungen (5'), z. B. in Form von jeweils vier Blechlaschen, in dem Ringgehäuse (6) gehaltert sind, und das Turbinenlaufrad (1) mit Leichtmetallscbaufeln in Tragflächenprofil bestückt ist, wobei diese Schaufeln in an sich bekannter Weise, in Abhingigkeit von der Drehzahl des Turbinenlaufrades (1) selbsttätig verstellbar sind.

3) Windturbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringgehäuse (6) auf einem, im oberen Turmende gelagerten Drehkopf (9) sitzt, durch den, vom Generator (4) kommend, ein Kabel (11) durch den hohlen Turm (12) geführt ist, und in einem Schaltkasten am Fuß des Turmes cndet.