DE3526342A1 - Vertical wind energy converter which is mechanically controlled in dependence on wind speed - Google Patents
Vertical wind energy converter which is mechanically controlled in dependence on wind speedInfo
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Abstract
Description
Die erfindungsgemäße Vorrichtung betrifft einen Windenergie- Konverter zur Ausnutzung auch sehr geringer Windgeschwindigkeiten, mit einem mechanischen, windveranlassten Steuermechanismus. Die Kombination von Rotorkonstruktion und Steuermechanismus kann innerhalb von unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten die Grundgrösse der Rotorblattflächen bis zu 300% vergrössert, windannehmend wirksam werden lassen, was stufenlos und windgeschwindigkeitsangepasst selbsttätig erfolgt. Die genannte Kombination bewirkt insgesamt dreierlei: Den möglichen Stopp der Rotation ab einer eingestellten Windgeschwindigkeit, das Wiederanlaufen aus dieser Stopp-Stellung heraus bei Abflauen des Windes wieder in den Aktionsbereich der Rotors, beides weich und gerätschonend. Die stufenlose Anpassung der Windannahmewerte der Rotorblattflächen innerhalb eines vorgegebenen Windgeschwindigkeitsbereichs, und sie bewirkt an der dem Wind gegenläufigen Rotorseite durch die Konstruktion minimale Windwiderstandswerte der Rotorblattflächen.The device according to the invention relates to a wind energy Converter to take advantage of very low wind speeds, with a mechanical, wind-induced Control mechanism. The combination of rotor construction and control mechanism can be within different Wind speeds are the basic size of the rotor blade surfaces up to 300% enlarged, wind-absorbing effect let what is infinitely variable and adjusted to the wind speed done automatically. The combination mentioned causes A total of three things: The possible stop of the rotation starting from a set wind speed, restarting from this stop position when it subsides of the wind back into the area of action of the rotors, both soft and gentle on the device. The continuous adjustment of the Wind acceptance values of the rotor blade surfaces within a predetermined wind speed range, and it causes on the rotor side opposite the wind through the construction minimal wind resistance values of the rotor blade surfaces.
Vertikal Windenergie-Konverter, grundsätzlich seit hunderten von Jahren hinsichtlich ihrer Nutzbarkeit der Windenergie bekannt, sind in der erfindungsgemäßen Ausarbeitung mit den durch die Windgeschwindigkeit grössengesteuerten Windwiderstandswerten an den Rotorblattflächen, bis hin zur völligen Neutralstellung der Windwiderstandswerte an den Rotorblattflächen rundum, und der hierdurch gegebenen Möglichkeit den Aktionsbereich der Neuentwicklung innerhalb vorgegebener Windgeschwindigkeitsbereiche einzugrenzen, in der hier darzustellenden Konstruktion und Ausführung unbekannt.Vertical wind energy converter, basically for hundreds of years with regard to their usability of wind energy are known in the elaboration according to the invention with those controlled by the wind speed Wind resistance values on the rotor blade surfaces, up to towards the completely neutral position of the wind resistance values on the rotor blade surfaces all around, and the resulting Possibility of action area of the new development narrow down within given wind speed ranges, in the construction and execution to be shown here unknown.
Im Einzelnen wird die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Darstellungen und den dazu gehörigen Beschreibungen entsprechend Fig. I bis Fig. III erklärt.Specifically, the device of the invention with the drawings and the associated descriptions according to Figs. I to Fig. III explained.
Fig. I Perspektivische Darstellung eines beispielhaften Rotorkörpers mit vier Klappflügeln und innen stehenden Achsflügeln, sowie die Aufsicht auf den Rotorkörper mit Darstellung aufgeklappter und zugeklappter Klappflügel entsprechend der Windrichtung. Fig. I perspective view of an exemplary rotor body with four folding wings and inner standing wing, as well as the top view of the rotor body with opened and closed folding wings according to the wind direction.
Fig. II Ansicht und Aufsicht der im Bereich der Rotorachse wirksamen Umlenkung der Seilverbindungen zwischen zwei sich jeweils gegenüber liegenden Klappflügeln durch hier angeordnete Umlenkrollen. Fig. II View and top view of the effective deflection of the cable connections in the region of the rotor axis between two mutually opposite folding wings by deflection rollers arranged here.
Fig. III Seitenansicht der funktionellen Wirkung einer beispielsweise geformten Windklappe mit der Verbindung zu den Umlenkrollen im rotorachsialen Bereich. Fig. III side view of the functional effect of a wind for example shaped flap with the connection to the deflection rollers in rotorachsialen area.
Fig. I zeigt die perspektivische Darstellung einer Rotorausführung mit beispielsweisen vier Klappflügeln 4 und 6, die um eine Mittelachse 1 an hier angebrachten Flügeln 2 drehbar gelagert sind mit zusätzlichen halbschalenförmigen Flügeln 10 zur Verbesserung der Windannahmefähigkeit des Rotors selbst. Ein in Richtung 9 auf den Rotor auftreffender Wind (beispielsweise Windrichtung) öffnet die Klappflügel 6, die mit den Seilverspannungen 7 mit den jeweils gegenüber liegenden Klappflügeln 4, - durch den rotorachsialen Bereich horizontal geführt -, verbunden sind, wobei die Seillänge der Verspannung 7 den möglichen Aufklappwinkel der Klappflügel 6 bestimmen können. Durch diese Konstruktion wird erreicht, das der Wind gegen den Rotor einerseits Klappflügel öffnet, und andererseits Klappflügel schliesst. Er findet aufgrund der konkaven Ausformung an den geöffneten Klappflügeln 6 eine erhebliche Widerstandsfläche, während er auf der konvexen, dem Wind gegenläufigen Seite, mit geschlossenen Klappflügeln nur geringe Widerstandswerte findet. Fig. I shows the perspective view of a rotor design with, for example, four folding wings 4 and 6 , which are rotatably mounted about a central axis 1 on wings 2 attached here with additional half-shell-shaped wings 10 to improve the wind acceptance capability of the rotor itself. One in the direction 9 on the rotor Impacting wind (for example wind direction) opens the folding wings 6 , which are connected to the cable braces 7 with the opposite opposite folding wings 4 , guided horizontally through the rotor-axial area, the rope length of the bracing 7 being able to determine the possible opening angle of the folding wings 6 . This construction ensures that the wind against the rotor opens the folding wing on the one hand and closes the folding wing on the other. Because of the concave shape, it finds a considerable resistance area on the opened folding wings 6 , while on the convex side opposite the wind, with closed folding wings, it finds only low resistance values.
Die gleichfalls dargestellte Rotoraufsicht zeigt mit den Drehklappen 6 an der jeweils windannehmenden Rotorseite einen dargestellten veränderbaren Öffnungswinkel der Klappflügel, der durch einen mechanischen Steuermechanismus, windgeschwindigkeitsbeeinflusst bestimmt wird, wodurch bei zunehmenden Windgeschwindigkeiten die jeweils geöffneten Klappflügel 6 in ihrem Öffnungswinkel verkleinert werden können, und hierdurch auch neben dem Abbau evtl. statischer Probleme an der Konstruktion selbst, die Drehenergie am Rotor vermindert werden kann, sodass über einen grösseren Windgeschwindigkeitsbereich eine relativ gleichbleibende Rotor-Drehenergie erreichbar wird.The rotor top view also shown shows with the rotary flaps 6 on the respective wind-accepting rotor side a variable changeable opening angle of the folding wings, which is determined by a mechanical control mechanism, influenced by the wind speed, as a result of which the respectively opened folding wings 6 can be reduced in their opening angle with increasing wind speeds, and thereby also in addition to the reduction of any static problems on the construction itself, the turning energy on the rotor can be reduced, so that a relatively constant rotor turning energy can be achieved over a larger wind speed range.
Auch sichert der mechanische, windgeschwindigkeitsbeeinflusste Steuermechanismus bei zu hohen Windgeschwindigkeiten ein völliges Schliessen aller Klappflügel, sodass der Rotor die Abgabe von Drehenergie selbsttätig einstellt, - er jedoch auch wieder selbsttätig anläuft, wenn die Windgeschwindigkeit wieder in den vorgegebenen Windgeschwindigkeitsbereich der Rotoraktion absinkt. Hierdurch kann der Aktionsbereich des Rotors auf den Windgeschwindigkeitsbereich eingestellt werden, und kann innerhalb dieses Bereichs durch die Klappflügelsteuerung gezielt Drehenergie abgeben.Also ensures the mechanical, wind speed influenced Control mechanism when the wind speeds are too high a complete closing of all folding wings, so that the rotor automatically releases the turning energy sets, - but it also starts again automatically, when the wind speed returns to the given Wind speed range of the rotor action decreases. As a result, the range of action of the rotor can be on the Wind speed range can be set, and can within this range by the folding wing control specifically deliver turning energy.
Fig. II zeigt einen Teil des Steuermechanismus für eine beispielsweise
vierflügelige Rotorausführung hinsichtlich
der veränderbaren Klappflügel-Öffnungswinkel. Hierbei
wird die Seilverspannung 7 zwischen zwei sich jeweils
gegenüberliegenden Klappflügeln horizontal durch den
rotorachsialen Bereich mit den Umlenkrollen 11 und 12
geführt, wobei die Seilverspannungen 7 mittels der Umlenkrollen
12 vertikal angehoben werden können, wodurch
sich ihre horizontal wirksame Länge verkürzen lässt.
Nachdem das Verspannungsseil 7 durch jeweils einen angeklappten
Klappflügel in seiner horizontal wirksamen Länge
fixiert ist, bewirkt das vertikale Anheben des Verspannungsseils
7 über die Umlenkrollen 11 und 12 eine horizontal
wirksame Verkürzung in Richtung der jeweils geöffneten
Klappflügel und eine Verringerung ihres Aufklappwinkels.
Die Aufsicht zeigt das Achsrohr 1 mit an ihm angebrachten
Flügeln 2, an denen die Umlenkrollen 11 gelagert
sind, sowie die mittige Aufhängung der Umlenkrollen 12
am Zugseil 13, mit dem die Umlnekrollen 12 angehoben oder
abgesenkt werden können. Fig. II showing a part of the control mechanism for an example, four-wing rotor design in terms of the variable folding wing-opening angle. Here, the cable strain is respectively opposite folding wings out 7 between two horizontally through the rotorachsialen area with the deflecting rollers 11 and 12, wherein the tension cable 7 can be lifted vertically by means of the deflection rollers 12, thus making it possible to shorten their effective length horizontal. After the bracing cable 7 is fixed in its horizontally effective length by a folded-up folding wing in each case, the vertical lifting of the tensioning cable 7 via the deflection rollers 11 and 12 causes a horizontally effective shortening in the direction of the respectively opened folding wing and a reduction in their opening angle.
The supervisory shows the axle tube 1 with attached thereto wings 2, in which the deflection rollers 11 are supported, and the central mounting of the guide rollers 12 by which the Umlnekrollen can be raised or lowered on the hawser 12 13.
Fig. III zeigt den anderen Teil des Steuermechanismus in der Seitenansicht
mit der Windklappe 15, die sich über die Lagerung
16 entsprechend den Windgeschwindigkeiten 20 anheben,
und hiermit ebenfalls das Zugseil 13 am Oberteil
der Windklappe fixiert anheben kann, sodass die Windklappe
bei grossen Windgeschwindigkeiten beispielsweise letztlich
die Position 18 erreichen kann, womit das Zugseil völlig angehoben
ist. 19 zeigt hier den beispielsweisen Hub des
Zugseils 13 mit der anhebenden Funktion zu dem Umlenkrollen
die Windklappe 15 wird durch eine Windfahne 21 vermittels
ihrer Drehlagerung 22 im Achsrohr 1 gelagert ständig in
Windrichtung gehalten. Diese Konstruktion sichert voll
aufgeklappte Klappflügel bis zu einer bestimmten Windgeschwindigkeit.
Ab dieser Windgeschwindigkeit beginnt sich
die Windklappe 15 anzuheben und vermindert den Öffnungswinkel
der Klappflügel, dieses solange bis sich die Windklappe
soweit angehoben hat, dass die Klappflügel alle um
den Rotor geschlossen sind, und praktisch keine Drehenergie
mehr abgeben können. Durch das Verlagern nach vorne oder
hinten des Gewichtes 23 auf der Windklappe 15 kann erreicht
werden, dass sich diese Windklappe windgeschwindigkeitsabhängig
früher oder später anzuheben beginnt, sodass der
Windgeschwindigkeitsbereich für den Einsatz des Rotors
hiermit einstellbar wird. (Beispielsweise bis zu 10 m/s,
bis zu 15 m/s oder bis zu 20 m/s Windgeschwindigkeit!)
Stückliste
1 Rotorachse
2 Flügel
3 Lagerseite der Flügel
4 geschlossene Klappflügel
5 Klappflügelanschlag
6 geöffnete Klappflügel
7 Seilverspannungen
8 Drehrichtung des Rotors
9 beispielsweise Windrichtung
10 halbschalenförmige Innenflügel
11 Umlenkrollen
12 Umlenkrollen
13 Zugseil zur Windklappe
14 Zugseilbefestigung an der Windklappe
15 Windklappe
16 Drehlagerung der Windklappe für das Anheben und
Absenken windgeschwindigkeitsabhängig.
17 Anheberichtung der Windklappe
18 voll angehobene Position der Windklappe
19 Gesamthub des Zugseils
20 Wind-Auftreffrichtung
21 Windfahne
22 Drehlagerung der Windklappe im Rotorachsrohr
23 Gewicht auf der Windklappe zur Steuerung der
Windempfindlichkeit hinsichtlich des Anhebens. Fig. III shows the other part of the control mechanism in a side view with the wind flap 15 , which rise above the bearing 16 in accordance with the wind speeds 20 , and thus can also lift the traction cable 13 fixed to the upper part of the wind flap, so that the wind flap, for example, at high wind speeds can ultimately reach position 18 , which means that the traction cable is fully raised. 19 here shows the exemplary stroke of the pull cable 13 with the lifting function for the deflecting pulleys. The wind flap 15 is constantly held in the wind direction by a wind vane 21 by means of its pivot bearing 22 in the axle tube 1 . This construction secures fully opened folding wings up to a certain wind speed. From this wind speed, the wind flap 15 begins to rise and reduces the opening angle of the folding wings until the wind flap has raised so far that the folding wings are all closed around the rotor and can practically no longer release any rotational energy. By shifting the weight 23 forward or backward on the wind flap 15 it can be achieved that this wind flap begins to rise sooner or later depending on the wind speed, so that the wind speed range for the use of the rotor can hereby be adjusted. (For example up to 10 m / s, up to 15 m / s or up to 20 m / s wind speed!)
parts list
1 rotor axis
2 wings
3 bearing side of the wing
4 closed folding wings
5 hinged wing stop
6 opened folding wings
7 rope tensions
8 Direction of rotation of the rotor
9 for example wind direction
10 half-shell-shaped inner wings
11 pulleys
12 pulleys
13 pull rope to the wind flap
14 Pull rope attachment to the wind flap
15 wind flap
16 Rotary bearing of the wind flap for lifting and
Lowering depending on the wind speed.
17 Wind flap lifting direction
18 fully raised position of the wind flap
19 total stroke of the pull rope
20 Direction of wind impact
21 wind vane
22 Rotary bearing of the wind flap in the rotor axle tube
23 Weight on the wind flap to control the
Wind sensitivity to lifting.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853526342 DE3526342A1 (en) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | Vertical wind energy converter which is mechanically controlled in dependence on wind speed |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3526342A1 true DE3526342A1 (en) | 1987-01-29 |
Family
ID=6276535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19853526342 Withdrawn DE3526342A1 (en) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | Vertical wind energy converter which is mechanically controlled in dependence on wind speed |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3526342A1 (en) |
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-
1985
- 1985-07-23 DE DE19853526342 patent/DE3526342A1/en not_active Withdrawn
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