-
Sturmgesichertes Windkraftwerk Unter den vielerlei Schwierigkeiten,
die sich beim Bau eines Windkraftwerkes ergeben und zu deren Überwindung bereits
eine große Anzahl von Vorschlägen gemacht *orden sind, steht die Frage der Sturmsicherheit
an erster Stelle. Beispielsweise sind die Verstellbarkeit der Flügel in ihrer Längsachse
und zur Durchführung dieser Maßnahme eine Reihe von verschiedenen Konstruktionen
vorgeschlagen worden, die darauf abzielen, das Durch= gehen des Windrades zu verhindern,
den nicht aasnutzbaren Wind durchzulassen und die Angriffsfläche der Flügel durch
Influchtstellen (Segelstellung) bei Sturm möglichst zu verkleinern. In dieser Richtung
gehend und um die mit der. Flügelverstellung verbundenen kostspieligen verwickelten
und darum immer auch Havariegefahr ausgesetzten Vorrichtungen zu vermeiden, geht
die vorliegende Erfindung darauf aus, das Windrad völlig vor Sturmgefahr zu schützen,
ohne die Flügel um ihre Längsachse verstellen zu müssen, was namentlich bei großen
Flügeln auf Schwierigkeiten stößt.
-
Das sicherste Mittel, die Flügel des Windrades dem schädlichen Einfluß
des Sturmes zu entziehen und damit übergroße Beanspruchungen der Flügelruten auszuschalten,
ist, die Flügel bei Sturm in den Windschatten des Turmes zu bringen. Dabei wird
auch der Turm selbst bei Sturm wesentlich entlastet, weil das über seine Spitze
hinausragende Windrad dem Winddruck entzogen ist. Infolgedessen wird erfindungsgemäß
ein sturmgesichertes Windkraftwerk mit einem Einzelrad, das an der Spitze eines
mastähnlichen Gerüstes in Leeanordnung aufgehängt ist, derart ausgebildet, daß zur
Sicherung gegen Überbeanspruchung der Flügelruten und des Mastes bei Sturm die Flügel
in den Windschatten des Mastes einstellbar sind.
-
Um diesen Zweck zu erreichen, wird bei Windrädern mit mehreren Flügeln
vorteilhaft die Lagerung der in der Windradnabe
eingespannten Flügel
so eingerichtet, daß beispielsweise bei drei Flügeln zwei von ihnen in der Ebene
des Windrades um die waagerechte Achse des Windrades drehbar sind, so daß sie, während
der eine Flügel senkrecht nach unten zeigt, an diesen mit herangeklappt werden.
Bei Sturmgefahr hängen demnach alle Flügel nach unten und sind in dieser Lage durch
den Windschatten des Mastes geschützt. Es werden .also alle drei Flügel ganz oder
wenigstens annähernd durch den schützenden Turm vor dem Winde bei Leeanordnung in
Deckung, bei Luvanordnung in die Schutzzone des .am Mast gestauten Windes gebracht.
-
Bei einem Windrad mit nur zwei sich gegenüberstehenden Flügeln kann
erfindungsgemäß auch so vorgegangen werden, daß die Nabe selbst um etwa eine Flügellänge
senkrecht nach unten verschoben wird, bis beide Flügel im Windschatten des Mastes
liegen. Das läßt sich beispielsweise dadurch ermöglichen, daß an einer schwenkbaren
Haube des Windkraftwerkes eine senkrecht nach unten führende, gegebenenfalls an
dem Schwenkgerüst abgesteifte Trägerkonstruktion angebracht ist, an der die von
der Arbeitswelle abgekuppelte Windradnabe -gewissermaßen wie auf einer Gleitbahn
herunterg efiert wird, und zwar so weit, bis die Spitze des oberen Flügels .angenähert
mit dem Dach der Maschinenkammer bündig liegt. Auf diese Weise ist gewährleistet,
daß die Flügel sich in der heruntergelassenen Lage, auch bei einem Wechsel der Windrichtung,
ständig genau im Windschatten des Turmes befinden. Eine teilweise Lösung der gestellten
Aufgabe ergibt sich aber auch schon, wenn nur der eine Flügel in den Windschatten
gebracht und in dieser Lage am Mast festgehalten wird und nur der andere senkrecht
nach obenstehende Flügel dem Winddruck ausgesetzt bleibt. Dieses Festhalten erfolgt
am einfachsten dadurch, da:ß vom :Mast her eine Gabel heraufgeklappt wird, die an
einer um den Mast herumgelegten kreisförmigen Schiene gleiten kann und im Bedarfsfall
an die Stelle gerückt wird, wo der Flügel jeweils hängt. Die Lagerung der Gabel
auf der Schiene erfolgt so, daß die Gabel gegebenenfalls auf einem kleinen Wagen
mitwandert, wenn die Haube des Windkraftwerkes bei Änderung der Windrichtung während
des Sturmes um die Mastachse schwenkt.
-
Es ist zwar bereits ein Windmotor bekanntder nach Art eines Waagebalkens
schwenkbar gelagert ist, um eine leichte Montage oder Demontage des Rades zu ermöglichen.
Mit einer derartigen Kippvorrichtung können aber bei den Abmessungen neuzeitlicher
Windkraftwerke die Flügel eines Windrades nicht aus dem Wind und in den Windschatten
des Mastes gebracht «-erden. Dazu bedarf es besonderer Einrichtungen, wie sie durch
die vorliegende Erfindung in Vorschlag gebracht «erden.
-
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung .an zwei schematischen
Ausführungsbeispielen andeutungsweise veranschaulicht. Abb. i zeigt die Seitenansicht
eines erfindungsgemäß .ausgebildeten Windkraftwerkes mit absenkbarer Nabe, während
Abb.2 eine Vorderansicht mit zueinander drehbar angeordneten Flügeln wiedergibt.
-
auf einem mastähnlichen, turmartigen Gerüst i befindet sich eine Haube
2, die mit einem Drehteil 3 auf der Spitze des :Mastes i derart schwenkbar gelagert
ist, daß sie der jeweiligen Windrichtung folgen kann. Auf der Leeseite der Haube
2 ist eine Nabe 4. angeordnet, die Flügel s trägt und mit diesen das Windrad bildet,
das sich mit der Haube 2 selbsttätig nach der Windrichtung einstellt. Um bei zweiflügliger
Ausbildung des Windrades nicht nur den unteren, sondern beide Flügel in den Windschatten
des Mastes bringen zu können, damit der Wind den oberhalb der Maschinenhaube stehenden
Flügel nicht erfassen kann, wird die Nabe .4 mit den beiden Flügeln an einer an
der schwenkbaren Haube 2 angebrachten Trägerkonstruktion i o nach Abkuppeln von
der Windradarbeitswelle so weit heruntergefiert, bis die obere Flügelspitze :angenähert
mit dem Dach der in der Haube 2 untergebrachten Maschinenkammer bündig liegt (vgl.
strichpunktiert gezeichnete Stellung 4" in Abb. i).
-
Bei drei oder mehr Flügeln werden diese zweckmäßig in der Windradnabe
drehbar gelagert, so daß sie seitlich um die waagerechte Achse des Windrades gegeneinandergeklappt
werden können. Bei drei Flügeln (Abt. 2)' ist ein fester Flügel 5 vorhanden, während
zwei bewegliche Flügel 5i, und 5, vorgesehen sind. Das Heranklappen ist mit einfachsten
Mitteln ausführbar und entspricht etwa in seiner Auswirkung dem Segelbergen auf
einem Segelschiff. Zu diesem Zweck wird einer der Klappflügel, z. B. 51" nach unten
festgestellt, während der feste Flügel s und 1 der aridere klappbare, 5" nach oben
steigen. Ist der erste klappbare Flügel 5r, durch Entfernen der Bolzen, die im allgemeinen
die Rute 12 an zwei sich gegenüberliegenden Punkten der Nabenwand halten, von der
labe 1 gelöst, so wird die Nabe 4. um i 2o' zurückgedreht, bis auch der erste Flügel
s tt-ieder nach unten zeigt und sich nunmehr neben den abgeklappten Flügel
5b legt. Dann wird die Nabe :l um weitere 120° gedreht, wobei, 1 der
feste Flügel s den an ihn herangeklappten Flügel 5b mit nach oben nimmt,
so daß
beide Flügel nebeneinander schräg aufwärts weisen, während
der andere Klappflüge15, senkrecht nach unten hängt. Der Flüge15, wird in gleicher
Weise wie der .erste, 5b, von der Nabe .l gelöst. Unter dem Gewicht des festen Flügels
5 und des herangeklappten Flügels 5b wird die Nabe q. -,wieder um i 2o° zurückgedreht,
so daß jetzt alle .drei Flügel senkrecht nach unten hängen und durch den Turm vor
dem Sturm geschützt sind.
-
Die Wiederinbetriebsetzung geht folgendermaßen vor sich: die Windradwelle
i i wird weitergedreht, bis der feste Flügel s 12o° nach oben zeigt. Dann werden
die Bolzen des nach unten hängenden klappbaren Flügels wieder in die beiden Lagerstellen
der N.ab.enwand eingesetzt. Darauf wird das Windrad um i2o° zurückgedreht, bis der
feste Flügel und der andere Klappflügel nach unten zeigen und schließlich noch um
i 2o' weiter gedreht, bis der feste Flügel und der bereits wieder angeschraubte
Klappflügel in ihrer richtigen Stellung nach oben zeigen, während der letzte Klappflügel
nunmehr nach unten hängt, wo dessen Verbindungsbolzen ebenfalls ohne weitere Mühe
eingesetzt werden können.
-
Zum Drehen der Windradwelle i i kann man eine besondere Einrichtung
vorsehen, die motorisch oder von Hand an der Welle, z. B. mittels Schneckenrad,
angreift. Diese Vorrichtung ist zweckmäßig mit einer weiteren Einrichtung zum Ankurbeln
des Windrades verbunden. Es empfiehlt sich ferner, am Mast etwa in der Höhe des
Flügelspitzendrehkreiseseine Kreisschiene vorzusehen, auf der eine Gabel in einem
Wagen umläuft. Diese Gabel kann dazu benutzt werden, ierforderlichenfalls über das
nach unten hängende Ende des Flügels 5 geklappt zu werden und auf diese Weise das
Windrad festzuhalten. .