DE736060C

DE736060C - Device for wing adjustment on wind power machines

Info

Publication number: DE736060C
Application number: DEP82610D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Mickl
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1941-06-10
Filing date: 1941-06-10
Publication date: 1943-06-05
Also published as: FR882911A; CH225632A; BE447966A; CH227024A

Description

Einrichtung zur Flügelverstellung an Windkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf -eine Einrichtung zur Flügelverstellung an Windkraftmaschinen mit einer vor dem Flügelrad und mittig zu diesem .angeordneten Stauscheibe zur Steuerung einer Hilfskrafteinrichtung, z. B. eines durch ein Druckmittel beaufschlagten Stellkolbens.Device for adjusting the blades on wind power machines The invention refers to -a device for blade adjustment on wind power machines one in front of the impeller and in the middle of this .arranged baffle plate for control an auxiliary device, e.g. B. an actuating piston acted upon by a pressure medium.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art ist die Stauscheibe dem Einfluß des Rückstaues des Windes durch-die laufenden Flügel unterworfen. Die Stauscheibe vermag daher an sich schon keine großen Kräfte für die Steuerung der Hilfskrafteinrichtung zu liefern, und da der Rückstau außerdem vom Betriebszustand des Rades stark abhängig ist,- so ist überdies eine die Windgeschwindigkeit richtig erfassende Steuerung auch,nicht näherungsweise zu erreichen. Hieran ändert es nichts, wenn der Durchmesser der Stauscheibe klei= ner als .der Innendurchmesser der Flügelfläche ist, da hierdurch die Steuerkräfte an sich verkleinert werden und der Rückstau durch das laufende Rad, wenn auch gemildert, grundsätzlich doch vorhanden bleibt. Bei Propellern' für Flugzeuge hat man zur Flügelverstellung schon einen hohlen, mit der Spitze nach vorn weisenden kegeligen Staukörper vorgeschlagen, der bis hinter die Flügel reicht, `Schlitze zum Durchgang der Wurzel der Flügel besitzt und nach hinten offen ist. Vom Staukörper können hierbei ebenfalls keine großen Steuerkräfte erwartet werden, weil er wegen seiner Form an sich schon nur geringe Luftkräfte liefern kann und dem Druck auf seiner Vorderseite ein 'Druck auf seiner Rückseite- entgegensteht, der durch den arbeitenden Propeller und durch die Stauwirkung an der Motorgondel hervorgerufen wird.In known devices of this type, the baffle plate is the influence subject to the back pressure of the wind through the moving wings. The baffle plate therefore cannot in itself be capable of large forces for controlling the auxiliary power device to deliver, and since the backwater also depends heavily on the operating condition of the bike is, - so is, moreover, a control that correctly detects the wind speed also, not even approximate. It doesn't change anything if the diameter the baffle plate is smaller than the inner diameter of the wing surface, as this the control forces themselves are reduced and the backlog by the current The wheel, albeit a softer one, is basically still there. For propellers' for Airplanes have a hollow one for wing adjustment, with the tip pointing upwards forward-facing conical baffle proposed, which extends to behind the wings, `Has slots for the passage of the root of the wing and is open to the rear. Here, too, no large control forces can be expected from the bluff body, because due to its shape it can only deliver low air forces and the print on its front is opposed by a 'print on its back', due to the working propeller and the damming effect on the motor nacelle is caused.

Nach dem Neuen der Erfindung ist bei der eingangs angegebenen Einrichtung gleichachsig zur Stauscheibe ein die Fläche des Flügelrades durchsetzender Ringkanal vorgesehen. Der Erfindung liegt .dabei die neue Erkenntnis zugrunde, den Einflüß des Rückstaues auf die Stauscheibe auszuschalten, so daß auf ihre Vorderseite wirklich ein großer:: Staudruck, auf ihre Rückseite aber aus der Zone hinter dem Flügelrad. her ein kräftiger Unterdruck einwirkt. Dadurch werden nicht nur große, sondern vom Betriebszustand des Rades auch weitgehend unabhängige Steuerkräfte erreicht: Ganz besonders große Steuerkräfte sind dadurch erzielbar, daß hinter der vorzugsweise die Form eines Tellers besitzenden und mit- dem Hohlraum nach hinten weisenden Stauscheibe eine in Achsrichtung im wesentlichen die gleiche Umrißform aufweisende feststehende Scheibe angeordnet ist und zwischen dem Rand der Stauscheibe und dem Rand der Scheibe ein schmaler Spalt verbleibt. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei der angegebenen Form und Anordnung der Stauscheibe große Staudrücke erreicht werden und die an den Rändern beider Scheiben abreißende Strömung im Raum hinter der Stauscheibe einen besonders kräftigen Unterdruck hervorruft.According to the novelty of the invention is in the device specified above coaxially to the baffle plate an annular channel penetrating the surface of the impeller intended. The invention is based on the new knowledge, the influences to turn off the backwater on the baffle plate, so that on its front side really a big :: dynamic pressure, on the back but from the Zone behind the impeller. a strong negative pressure acts. This not only results in large, it also achieves control forces that are largely independent of the operating condition of the wheel: Particularly large control forces can be achieved that preferably behind the the shape of a plate and baffle plate pointing backwards with the cavity a stationary one having essentially the same outline shape in the axial direction Disc is arranged and between the edge of the baffle plate and the edge of the disc a narrow gap remains. The reason for this is that in the specified Shape and arrangement of the baffle large back pressures can be achieved and to the At the edges of both disks, a tearing flow in the space behind the baffle disk causes particularly strong negative pressure.

Eine kaum meßbare Abhängigkeit der von der Stauscheibe gelieferten Steuerkräfte vom Ärbeitszustand des Rades wird endlich dann erreicht, wenn der den Ringkanal umgebende Ringteil an seiner inneren Mantelfläche hinter der Stauscheibe und der Scheibe eine Einschnürung aufweist und sich an seiner äußeren Mantelfläche zumindest an der Vorderseite von vorn nach hinten erweitert. Dadurch wird eine sehr saubere Trennung der die Stauscheibe beeinflussenden Strömung von der die Flügel des Flügelrades beaufschlagenden Strömung erreicht, die eine die Regelung schädigende Beeinflussung ausschaltet.A hardly measurable dependency of the delivered by the baffle plate Control forces from the working condition of the wheel are finally reached when the Ring part surrounding the ring channel on its inner circumferential surface behind the baffle plate and the disc has a constriction and is located on its outer circumferential surface at least at the front extended from front to back. This becomes a very clean separation of the flow influencing the baffle plate from that of the blades of the impeller acting on the flow achieved, which is damaging to the regulation Influence turns off.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsmäßig veranschaulicht. Diese zeigt in Fig. i einen Hauptschnitt durch die wesentlichen Teile der Windkraftmaschine und in Fig.2 in der oberen Hälfte eine Stirnansicht derselben, in der unteren Hälfte einen senkrechten Teilquerschnitt nach der Ebene 1I-II der Fig. i.The subject matter of the invention is illustrated by way of example in the drawing. This shows in Fig. I a main section through the essential parts of the wind power machine and in FIG. 2 in the upper half an end view of the same in the lower half a vertical partial cross-section along the plane 1I-II of FIG.

In der Zeichnung sind das Flügelrad mit i, dessen Flügel mit 2 und die Stauscheibe mit 3 bezeichnet. Die Flügel2 weisen lange, im wesentlichen zylindrische Zapfen 4 auf und sind mit diesen zwecks Regelung in der Nabe 5, und zwar in Armen 6 derselben, um die Flügelachsen. A -A verstellbar gelagert. Die Nabe 5 wird von der Hohlwelle 7 getragen, die in Lagern 8 und g des Trägers io des Flügelrades sitzt und das Kegelrad i i zur Leistungsübertragung aufweist ist hohl und nimmt die Getriebe 12 zur Verstellung der Flügel2 auf, die über das die Hohlwelle durchsetzende Schubrohr 13 vorgenommen wird. An diesem Schubrohr 13 greift die nur angedeutete, in bekannter Weise ausgebildete Hilfskrafteinrichtung 14 an, deren Steuerung von der Stauscheibe 3 aus über die das Schubrohr 13 durchsetzende Schubstange 15 erfolgt.In the drawing, the impeller is marked with i, its wing with 2 and the baffle plate with 3. The wings 2 have long, substantially cylindrical pins 4 and are with these for the purpose of regulation in the hub 5, in arms 6 of the same, around the wing axes. A -A adjustable bearings. The hub 5 is carried by the hollow shaft 7, which sits in bearings 8 and g of the carrier io of the impeller and the bevel gear ii for power transmission is hollow and accommodates the gear 12 for adjusting the vanes 2, which via the thrust tube 13 penetrating the hollow shaft is made. The auxiliary power device 14, which is only indicated and embodied in a known manner, acts on this push tube 13 and is controlled from the baffle 3 via the push rod 15 penetrating the push tube 13.

In erfindungsgemäßer Weise ist die Stauscheibe 3 in der Windrichtung W gesehen vor dem Flügelrad i und zu dessen Drehachse D-D gleichachsig angeordnet. Zur Führung der die Stauscheibe 3 beaufschlagenden Strömung S ist hierbei ein die Fläche des Flügelrades i durchsetzender Kanal 16 vorgesehen, der durch einen Ringteil 17 gebildet wird. Dieser Ringteil wird von den Armen 6 der Nabe getragen; seine Innenwandung 18 besitzt hinter der Stauscheibe eine Einschnürung ig, wogegen seine Außenwandung 20 vor den Flügeln 2 bei 21 nach hinten zu erweitert ist. Die Stauscheibe 3 weist die Form eines Tellers auf, dessen Hohlraum 22 nach hinten weist; ihrer Rückseite 3 R steht eine auf der Nabe 5 abgestützte Scheibe 23 gegenüber, derart, daß zwischen den Rändern beider Scheiben ein Spalt 24 verbleibt.In a manner according to the invention, the baffle plate 3 is in the wind direction W seen in front of the impeller i and arranged coaxially to its axis of rotation D-D. To guide the flow S acting on the baffle plate 3, the is here Surface of the impeller i penetrating channel 16 is provided, which is through an annular part 17 is formed. This ring part is carried by the arms 6 of the hub; his Inner wall 18 has a constriction ig behind the baffle plate, whereas his Outer wall 20 is expanded in front of the wings 2 at 21 to the rear. The baffle plate 3 has the shape of a plate, the cavity 22 of which faces backwards; of their Rear side 3 R faces a disk 23 supported on hub 5, in such a way that that a gap 24 remains between the edges of the two disks.

Mit der dargestellten und beschriebenen Ausführung ist es erreichbar, daß die von der Stauscheibe 3 auf die Hilfskrafteinrichtung 14 übertragenen Steuerkräfte sehr groß sind und vom Arbeitszustand des Flügelrades i so weit unabhängig sind, daß irgendeine schädliche Beeinflussung nicht mehr meßbar ist. Der Hauptgrund hierfür liegt darin, daß die Stauscheibe 3 mit ihrer Vorderseite 3 h dem Überdruck vor dem Flügelrad i ausgesetzt ist, auf ihre Rückseite 3 R aber der Unterdruck hinter dem Flügelrad über die den Ringkanal 16 durchsetzende Strömung S transformatorisch verstärkt einwirkt, wobei, wie in Fig. i veranschaulicht, die Strömung S von der die Flügel 2 beaufschlagenden Strömung S' sehr sauber getrennt ist und eine gegenseitige Beeinflussung beider Strömungen nicht stattfindet.With the embodiment shown and described, it is possible to that the control forces transmitted from the baffle 3 to the auxiliary power device 14 are very large and are so far independent of the working state of the impeller i, that any harmful influence can no longer be measured. The main reason for this lies in the fact that the baffle 3 with its front side 3 h the overpressure before Impeller i is exposed, on its back 3 R but the negative pressure behind the Impeller amplified by transforming the flow S passing through the annular channel 16 acts, wherein, as illustrated in Fig. i, the flow S from which the wings 2 acting flow S 'is very cleanly separated and a mutual influence of both currents does not take place.

Es ist selbstverständlich, daß die Erfindungsgedanken auch dann Anwendung-finden können, wenn lediglich eine Sturmsicherung, d. h. bei gefahrbringenden Windgeschwindigkeiten ein Schwenken der Flügel 2 - in den Wind erreicht werden soll. In allen Fällen kann die Stauscheibe auch ohne Zuhilfenahme einer Hilfskrafteinrichtung@ also unmittelbar wirken öder zum Regeln z. B. des von der Windkraftmaschine angetriebenen Stroi'nerzeugers dienen.It goes without saying that the ideas of the invention will then also be applied can, if only a storm protection, d. H. at dangerous wind speeds a pivoting of the wings 2 - is to be achieved in the wind. In all cases it can the baffle plate also without the aid of an auxiliary device @ so directly act boring to regulate z. B. the Stroi'nerzeugers driven by the wind power machine to serve.

Claims

PATENT CLAIMS i. Device for adjusting the blades on wind power machines with a baffle plate for control, which is arranged in front of the impeller and in the middle of it an auxiliary device, e.g. B. an actuating piston acted upon by a pressure medium, characterized in that coaxially to the baffle plate (3) the surface of the impeller (z) penetrating annular channel (z6) is provided.

2. Wind power machine according to claim z, characterized in that behind the preferably having the shape of a plate and with the cavity, '(22) pointing to the rear Baffle plate (3) one in the axial direction (D-D) - essentially the same outline shape having fixed disc (23) is arranged and between the edge of the baffle plate and a narrow gap (2q.) remains at the edge of the disc.

3. Wind power machine according to claims z and 2, characterized in that the ring channel (z6) surrounding ring part (z7) on its inner lateral surface (z8) behind the baffle plate (3) and the disc (23) has a constriction (zg) and is located on its outer Jacket surface (2o) at least on the front (at 21) expanded from front to back.