DE3505460A1

DE3505460A1 - Windturbine

Info

Publication number: DE3505460A1
Application number: DE19853505460
Authority: DE
Inventors: Udo 8584 Kemnath Schwab
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-16
Filing date: 1985-02-16
Publication date: 1986-08-21

Description

Windturbine
Die Erfindung betrifft eine Windturbine mit mehreren an Tragarmen mit senkrechter Drehachse ancjeordneten Windflügeln.
Bei Windturbinen dieser Art sind die Windflügel fest auf den Tragarmen aufgesetzt. Dics führt dazu, daß bei den Umläufen der Tragarme durch ungünstige Stellungen einer Windflügelanzahl zur Windströmung, die Windkraft nur ungenügend ausgenutzt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung Maßnahmen zur besseren Ausnutzung der Windkraft von Windströmungen bei Windturbinen der eingangs genannten Art zu schaffen.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Windflügel mittels senkrechter Windflügelwellen zwischen zwei Anschlägen frei drehbar an den Tragarmen ausgebildet sind. Gemaß bevorzugter Ausbildung sind die Windflügelwellen zwischen den Anschlägen mit einem Winkel von im wesentlichten 900 frei drehbar. Aur diese Weise ist erreicht, daß die Windflügel vom Windstrom selbsttätig zur Einnahme der für die Erzeugung eines maximalen Drehmoments günstigen Stellung beweqt werden, wohei der jeweils entgegen der Windströmung bewegte Windflügel weitgehend parallel in diese eingedreht wird.
In Ausgestaltung der Windturbine ist zur Erreichung der notwendigen Abstützungen der Windflügel an den Tragarmen vorgesehen, daß die Windflügelwellen einen Anschlagstift fest aufweisen. Die Anschläge können bevorzugt durch die Begrenzungsflächen eines kreisring- oder kreisabschnittsförmigen Ausschnitts in einem mit dem Tragarm fest verbundenen Formkörper gebildet sein und die Windflügelwellen mit dem Anschlagstift in den Ausschnitt frei eintragen. Ausserdem sind zur stoß freien Abstützung dea Anschlagstiftes die Anschläge federnd elastisch nachgiebig ausgebildet.
Um bei starken Windströmungen, gegebenenfalls Beschädigungen oder Zerstörungen an der Windturbine zu vermeiden, Ist die Aufhebung der Wirkverbindung von Windflügel und Tragarm vorgesehen. Dies ist insbesondere dadurch erreichbar, daß der Anschlagstift einer jeden Windflügelwelle ab--hwenkhar ausq(hildot und mittels einer Nockonsteuering atlas dem bereich der zugehorlg<n Anschläge cntfcrnhar ist.
Zweckmäßig kann der Steuernocken durch ein Zugorgan, z.B.
einen Seil zug, verschwenkbar sein. In der ausgehobenen Stellung des Anschlagstiftes können die Windflügel sich umlaufend frei drehen , um sich so in der Windströmung, z.B.
parallel zu dieser auszurichten. Von Vorteil hat sich erwiesen, wenn der Anschlagstift mittels eines durch den Steuernocken in den Ausschnitt axial einschiebbaren Füllkörpers aus dem Bereich der zugehörigen Anschläge entfernbar ist. Über die Dauer des Verbleibs des Füllkörpers im Ausschnitt überläuft der Anschlagstift den Formkörper zu freien Drehungen der Windflügelwelle und Kupplungen zwischen der Windflügelwelle und dem Tragarm bleiben sel hsttati q verhindert.
Es hat sich schließlich gezeigt, daß günstige Winddruckverhältnisse an den Windflüqeln dann wirksam werden, wenn diese zur Windflügelwelle ungleich lange Flügelabschnitte aufweisen. Bevorzugt sind die-Windflügelab-schnitte eines jeden Windflügels in Umlaufrichtung der Tragarme mit einem Längenverhältnis von 1:2 ausgebildet. Um störende Torsionskräfte von den Tragarmen fern zu halten bzw. auszuschließen wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Windflügelwellen ober-und unterhalb der Tragarme in gleicher Ebene sich erstreckende und vorzugsweise mit gleichen Größen ausgebildete Windflügelabschnitte aufweisen. Es versteht sich, daß auch die Möglichkeit gegeben ist, nur ober- oder unterhalb der Tragarme Windflüqelah-schnitte vorzusehen bzw. die Windflüqelabschnitte eines jeden Windflügels mit verschieden großen Flächenausdehnungen auszubilden. Von besonderem Vorteil hahenßiich windschnittiqe Windflügel erwiesen, die im Querschnitt, z.B. wie in der Flugtechnik üblich, stromlinienförmig gestaltet sind.
nie Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung verdeutlicht. Es zeiqen: Figur 1 eine Windturbine in Draufsicht, Figur 2 eine Windturbine in Seitenansicht, Figur 3 ein Teilstück einer Windturbine vergrößert, igur 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig.3, Figur 5 einen weiteren Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3 und Figur 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig.3.
In den Figuren ist mit 1 eine vertikale Trägerwelle für que@ und @est angeordnete Tragarme 2 bezeichnet. An den freien Enden der Tragarme 2 sind, z.B. in Rollenlagern 3 gestützte Windflügelwellen 4 halten, die Windflügelabschnitte 5' und 6' tragen. Die Windflügelwellen 4 sind frei drehbar, jedoch in den Drehbewegungen durch zwischen tragarmfesten Anschlägen 7, 8 einragende Anschlagstifte 9 im Drehwinkel begrenzt. Die Anschläge 7, 8 sind beim Ausiührungsbeispiel, wie insbesondere die Fig. 4 und 5 zeigen, durch die Begrenzungsflächen eines kreisabschnittsförmigen Ausschnitts 10 in einem Formkörper 11 gebildet, der über einen Steg 11' mit dem zugehörigen Tragarm 2 fest verbunden ist. Bevorzugt nehmen die Begrenzungsflächen an Schraubenledern 13 verschieblich abgestützte Anschläge 7, 8 für die Anschlagstifte 9 auf.
Wie die Fig. 3 weiter zeigt, ist jeder Anschlagstift 9 durch einen windflügelwellenfesten Haltering 14 getragen und mittels eines dem Ausschnitt 10 entsprechenden kreisabschnittsförmigen Füllkörpers 15 durch Einbringen desselben in den Ausschnitt 10 aushebbar. Durch Ausheben des Anscllldystlftes 9 wird diU Windflügelwelle 4 umlauLend frei drehbar, was bei starken Windströmungen einen Schutz gegen Beschädigungen der Windturbine ergibt. Zum Einbringen des Füllkörpers 12 in den Ausschnitt 10 dient ein in der Vertikalen verschwenkbarer Nocken 16, der durch einen Seilzug 17, z.B. aus der in Fig. 3 voll gezeichneten Stellung in die strichpunktiert darqestellte Stellung verbrinqhar ist. In der strichpunktierten Stellung des Nockens 16 ist der Füllkörper 12 in den Ausschnitt 10 eingehoben und durch diesen der Anschlagstift 9 nach oben aus dem Ausschnitt 10 abgeschwenkt, wodurch der Anschlagstift über den Formkörper 11 hinweggleiten kann, um die Windflügelwelle 4 frei drehbar zu halten. Bevorzugt sind die Windflügel 4, 5, wie in Fig. 6 gezeigt, stromlinienförmig gegebenenfalls in Leichtbauweise ausgeführt.
Bei einer angenommenen Windströmung in Pfeilrichtung 17 wird auf die längeren Nachlaufabschnitte 5', 6' der Windflügel 5, 6 in den Stellungen a und b eine Schubkraft auf die Windflügel ausgeübt und über die Tragarme 2 die Trägerwelle 1 gedreht. Bei Erreichen der Stellung c klappt der Windflügel 5, 6 in die gezeigte Stellung, wodurch die Windströmung weiterhin auf die Nachlaufabschnitte 5', 6' einzuwirken vermag. Beim Erreichen der Stellung d schwenkt der Windflügel 5, 6 zurück und stellt sich widerstandsarm selbsttätig in die Richtung der Windströmung.
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Claims

Patentansprüche: 1. Windturbine mit mehreren an Tragarmen mit senkrechter Drehachse angeordneten Windflügeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Windflügel (5, 6) mittels senkrechter Windflügelwellen (4) zwischen zwei Anschlägen (7,'8) frei drehbar an den Tragarmen (2) ausgebildet sind.
2. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windflügelwellen (4) zwischen den Anschlägen (7,8) mit einem Winkel von im wesentlichen 900 frei drehbar sind.
3. Windturbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnest, daß die Windf1iiqe1we01n (4) einen Ansehlaq.stift (9) und die Tragarme (2) Anschläge (7,8) für den Anschlagstift (9) fest aufweisen.
4. Windturbine nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch qekennzeichnet, daß die Anschläge (7,8) durch die Begrenzungsflächen eines kreisring- oder kreisabschnittsförmigen Ausschnitts (10) in einem mit dem Tragarm fest verbundenen Formkörper (11) gebildet sind und daß die Windflügelwelle (4) mit dem Anschlagstift (9) in den Ausschnitt (lO)frei einragt.
5. Windturbine nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (7,8) federnd elastisch nachgiebig den Anschlagstift (9) stützen.
6. Windturbine nach Anspruch 3, 4 und 5, dadurch gekennzichnet, daß der Anschlaqstift (9) einer jeden Windflgelwelle (4) abschwenkbar ausgebildet und mittels einer Nockensteuerung aus dem Bereich der zugehörigen Anschläge (7,8) entfernbar ist.
7. Windturbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuernocken (16) durch Zugorgane (17) verschwenkbar ist.
8. Windturbine nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagstift (9) mittels eines durch den Steuernocken (16) in den Ausschnitt (10) axial einschiebbaren Füllkörpers (12) aus dem Bereich der zugehörigen Anschläge (7,8) entfernbar ist.
9. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windflügel (5,6) zur Windflügelwelle (4) ungleich lange Windflügelabschnitte (5",5"; 6',6'') aufweisen.
10. Windturbine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Windflugelabschnitte ((3''5''; 6',6'') in mlaufrichtung der Tragarme (2) mit einem Längenverhältnis von 1:2 ausgebildet sind.
11. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windflügelwellen (4) ober- und unterhalb der Tragarme (2) in gleicher Ebene sich erstreckende Windflügelabschnitte (5', 6') tragen.
12. Windturbine nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Windflügel (5,6) bzw. Windflügelabschnitte (5', 6') im Querschnitt stromlinienförmig ausgebildet sind.