DE741304C - Windkraftmaschine - Google Patents

Windkraftmaschine

Info

Publication number
DE741304C
DE741304C DEP82593D DEP0082593D DE741304C DE 741304 C DE741304 C DE 741304C DE P82593 D DEP82593 D DE P82593D DE P0082593 D DEP0082593 D DE P0082593D DE 741304 C DE741304 C DE 741304C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wheel
wind
axis
fin
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEP82593D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Josef Mickl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DEP82593D priority Critical patent/DE741304C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE741304C publication Critical patent/DE741304C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0204Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • F03D7/0208Orientating out of wind
    • F03D7/0212Orientating out of wind the rotating axis remaining horizontal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

  • Windkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich, auf eine Windkraftmaschine mit einer das Rad um, eine ün wesentlichen senkrechte Schwenkachse gegen den Wind anstellenden, *in bezug auf die Strömungsrichtung des Windes hinter dem Rad liegenden Richtflosse.
  • Bei bekannten Windkraftmaschinen dieser Art ist die Richtflosse in der Regel derart angeordnet, daß sie zur Drehachse des Rades im wesentlichen spiegelbildlich ist. Das gegen den Wind richtig angestellte laufende Rad ist hierbei, wenn, wie üblichl, die einzige Richtflosse in der durch. die Drehachse des Rades ge-,henden senkrecht-en Ebene liegt oder zwei hierzu parallel und spiegelbildlich ange-.ordnete Richtflossen vorgesehen sind, keinerlei nennenswerten Richtmomenten um die Schwenkachse unterworfen, weshalb die richtige Anstellung nur in unsicherer Weise erreicht werden kann und häufig starke Pendelerscheinungen auftreten. An sich wärees zwar zur Abhilfe möglich, die beiden zueinander spiegelbildlich angeordneten Richtflogsen gegen die Drehachge des Rades schräg anzustellen; -hierdurch kann aber nur eine geringe Besserung erreicht werden, und außerdem wird der Mast bei Sturm stärker beansprucht.
  • Aus rein baulichen Gründen hat man zwar in einzelnen Fällen bei Windmühlen die einzige, in der senkrechten Ebene durch, die Drehachse des Rades liegende Fahne zur G,änze oberhalb der Drehachse angeordnet. Daß diese besondere Anordnung der Fahne zur richtigen Anstellung des Rades -gegen den Wind in besonders günstiger Weise ausnutzbar ist, hat man aber nicht erkannt.
  • Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Ausführungen durch eine derartige Anordnung und Ausbildung der Richtflosse, daß die Resultierende der auf sie einwirkenden Luftkräfte die Drehachse des Rades kreuzt, aber nicht schneidet, die Richtflosse also z.B. oberhalb oder unterhalb der Drehachse des Rades liegt, wobei die Drehkomponente der Drallströmung hinter dem Rad zur Anstellung des Rades gegen den Wind herangezogen wird. Dadurch kann erreicht werden, daß das Rad in seiner richtigen Anstellung gegen den Wind wie durch zwei einander entgegengesetzt wirkende, stark vor-e-C ZD spannte Federn gehalten wird.
  • Bei Windkraftmaschinen mit einem Getriebe Zur LeistungsübertragÜng auf eine vom Träger des Rades unabhängig gelagerte Maschine sind die Richtflosse und das Getrieb,-derart angeordnet und ausgebildet, daß die beiden Drehmomente um die Schwenkachse des Rades, deren eines von den von der Drallströmung auf die Richtflosse ausgeübten Luftkräften und deren anderes von der durch die Leistungsübertragung im Getriebe entstehenden Reaktion herrührt, einander entgegengesetzt gerichtet sind und das Rad vorzugsweise bei -rößter Leistun-sabnahme zum Wind senk-recht angestellt halten. Hierdurch wird nicht nur erreicht, daß das Rad in der die -rößte Leistuiicrsabiiahme ermöglichenden Stellung gespannt gehalten wird, sondern gleichzeitig der Vorteil erzielt, daß das laufende Rad, sobald es wenig oder gar nicht belastet ist, aus dieser ausgezeichneten Stellung um einen gewissen WinkeIbetrag ausschwenkt und dadurch die Durchgehdrehzabl herabsetzt.
  • Bei Windkraftmaschinen mit unmittelbarer Leistungsaufnahme durch eine mit dem Träger des Rades schwenkbare Maschine wird der gleiche Vorteil durch eine derartige Anordnund und Ausbildung der Richtilosse erreicht, daß die von den Luftkräften der Drallströmung ausgeübten beiden Drehmomente um die Schwenkachse des Rades, deren eines von der Axialkomponente und deren anderes von der Drehkomponente der Drallströmung herrührt, einander entgegengesetzt gerichtet sind und das Rad vorzugsweise bei größter Leistungsabnahme zum Wind senkrecht angestellt halten.
  • Die Richtflosse besitzt mit Vorteil eine vorzugsweise nach Art einer Spaltklappe ausgebildete Trinimflosse. Die großen Auftriebswerte derartiger Richtflossen gestatten es, ihre Ausmaße sehr klein zu halten, und außerdem kann hiermit dieWirkung derRichtflosse sehr stark beeinflußt werden.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist iii der Zeichnung beispielmäßig veranschaulicht. ZD ZD Diese zeigt in Fig. i die Seitenansicht einer erfindungs-,-emäßen Windkraftmaschine ' in Fig. -- den zugehörigen Grundriß, in Fig. 3 den Grundriß einer anderen Ausführungsform und in den Fig. 4 und 5 Profilschnitte durch die Richtflossen entsprechend den Fig. 2 bzw. 3 in ,größerem Maßstab.
  • In den Fig. i und 2 ist das Rad mit i. der teilweise auf-eschnitten -ezeichnete, um die Achse S-S schwenkbare Radträger mit 2, die die richtige Anstellung des Rades gegen den ZD 1b e l# Wind bewirkende, in dessen Strömungsrichtun-117 hinter dem Rad liegende Richtflosse mit 3 und der Mast mit 4 bezeichnet. Die Welle 5 des Rades i treibt über das Kegelräder-etriebe 6 lind die im Mast gelagerte ZD Welle 7 die beim Mastfuß angeordnete, nur angedeutete Pumpe 8. Die Drehachse des Rades i ist D-D, sein Drehsinn entspricht dem Pfeil P, verläuft also, in der Windrichtung IV gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinne.
  • Die Richtflosse 3 ist fast zur Gänze oberhalb der DrehachseD-D des Rades angeordnet, so daß die etwa im Punkto angreifende Resultierende der auf sie einwirkenden Luftkräfte die Drehachse kreuzt, aber nicht schneidet. Auf Grund des Drehsinnes des Rades i verläiift die Drehkomponente derDrallströmung hinter dem. Rad, gesehen in der Windrichtung IV, im Uhrzeiggersinne, also im Sinne des Pfeiles Q. Diese Drehkomponente Q der Drallströmung liefert wegen der Anordnung der Richtflosse 3 oberhalb der Drehachse D-D um die SchwenkachseS-S des Rades ein Moment,41, das, bezogen auf dij Darstellung der Fig. 2, im Uhrzeigersinne verläuft. Die vom Getriebe 6 bei Leistungsübertragung hervorgerufene Reaktion ergibt dagegen bei der gewählten Anordnung seiner Kegelräder um die Schwenkachse S-S des Rades ein Momeiit,R, das entgegengesetzt gerichtet ist wie das Monient Al, also entgegen dem Uhrzeigersinne verläuft. Die Richtflosse 3 ist mit einer nach Art einer Spaltklappe, ausgebildeten TrimmflOsse 3' verSehen, die, entsprechend d-er Darstellung der Fig. -2. entgegengesetzt dem -Uhrzeigersinne verschwenkt ist; diese TrimmflOsse 3', deren Ausbildung und Anordnung in Fig. 4 gut ersichtlich ist. bewirkt, daß das Momentill dem MomentR bei größter Leistungsabnahme vom Rad i das Gleichgewicht hält und das Rad genau zum Wind senkrecht stellt. Bei verringerter oder entfallender Leistungsabnahme wächst die Drehkomponente der Drallströmung hinter dem Rad und mit dieser das Moment Al an, das vom Getriebe 6 durch die Reaktion ausgeübte Moment R wird aber kleiner oder verschwindet sogar nahezu, woraus folgert, daß dann das Rad aus seiner Anstellung senk-recht zum Wind ausgeschwenkt und die Durchgehdrehzahl erniedrigt wird.
  • Die Fig. 3 bezieht sich auf eine andere Ausführun-sform, nämlich auf eine solche, bei der die Leistung der Windkraftmaschine von dem mit der Welle 5 des Rades i über das Stirnräder-etriebe 9 gekuppelten und am Träger 2 befestigten, also mit diesem schwenkbaren Stromerzeuger io aufgenommen wird. Der Drehsinn des Rades i ist so wie bei der Ausführungsforrn nach Fig. i.
  • Die fast zur Gänze oberhalb der Drehachse D-D des Rades angeordnete Richt-Z> flosse 3 weist hierbei wieder eine Trimmflosse 3' auf, die aber im Uhrzeigersinne verschwenkt ist, wie dies die Fig. 5 gut zeigt. Dadurch ergibt die Axialkomponente der Drallströmung, die mit der Windrichtung W zusammenfällt, ein entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne verlaufendes Drehmornent M' um die Schwenkachse S-S des Rades, wogegen das von der nach dein Pfeil Q verlaufenden Drehkomponente der Drallströmung 'herrührende Moment M'I um die Schwenkachge im Uhrzeigersinne gerichtet ist; die beiden Komponenten der Drallströmung liefern also einander entgegengesetzt geridhtete Drehmomente zur Anstellung des Rades i. Da weiterhin das Maß der Anstellung der Trimmflosse 3' derart ist, daß das Rad i bei größter Leistungsabnahme durch die beiden Momente AP und M" streng senkrecht zum Wind gespannt gehalten wird, so kann von der Maschine die größte Leistung auch sicher abgenommen wer--den. Wird von ihr aber weniger oder gar keine Leistung abgenommen, so wächst die Drehkomponente, der DraJ1strömuxig gegenüber deren Axialkomponente an, wodurch sich die beiden Momente M' und M' gegenemander derart ändern, daß dann das Rad i aus seiner streng richtigen Anstellung gegenüber dem Wind verbracht und eine Begrenzung der Durchgehdrehzahl erreicht wird.
  • Die ErfindungsmaßnaImen sind auf jene Fälle glatt übertragbar, in denen zwei oder mehrere Richtflogsen zur Anwendung gelangen,.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Windkraftmaschine mit einer das als Schnelläufer ausgebildete Rad um eine im wesentlichen senkrechte Schwenkachsle gegen den Wind anstellenden, in bezug auf dessen Strömungsriähtung hinter dem Rad liegenden und ober- oder unterhalb der Drehachse desselben angeordneten Ridhtflosse und gegebenenfalls mit einem den Abtrieb vom Rad auf eine vomTräger desselben unabhängig gelagerte Maschine vornehmenden Getriebe, dadurdh gekennzeichnet daß die Richtflosse (3)- hinsichtlich der Drehachse (D-D) des Rades (i) und das Getriebe (6) hinsichtlich der gegenseitigen Lage seiner Räder derart angeordnet sind und erforderlichenfalls die Richtflosse vorzugsweise durch eine nach Arteiner Spaltklappe ausgebildete Trimmflosse (3') derart auf Trimmwirkung ge- bracht ist, daß zwischen den hierdurch .hervorgerufenen DreInnomenten uln die Schwenkachse (S-S) des Rades, nämlich dem von der Drehkomponente der hinter dem Rad auftretenden Drallströmung und dem von der Reaktion des Getriebes und/oder dem von der Axialkomponente der DraJ1strömung herrührenden Drehmoment bei einer bestimmten Leistungsabgabe des Rades, z.B. Vollast bei mittlerer Windgeschwindigkeit, Gleichgewicht eintritt, wodurch das Rad bei dieser Leistungsabgabe senkrecht zum Wind ge-«spannt gehalten wird. Zur Abgrenzung des Anineldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im. Erteilungsverfahren folgende. Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ...... Nr. 5 42 47 1; amerikanische Patentsdhrift .. .- 1465592.
DEP82593D 1941-06-05 1941-06-05 Windkraftmaschine Expired DE741304C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP82593D DE741304C (de) 1941-06-05 1941-06-05 Windkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP82593D DE741304C (de) 1941-06-05 1941-06-05 Windkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE741304C true DE741304C (de) 1943-11-09

Family

ID=7394040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP82593D Expired DE741304C (de) 1941-06-05 1941-06-05 Windkraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE741304C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5527151A (en) * 1992-03-04 1996-06-18 Northern Power Systems, Inc. Advanced wind turbine with lift-destroying aileron for shutdown
US5527152A (en) * 1994-03-04 1996-06-18 Northern Power Systems, Inc. Advanced wind turbine with lift cancelling aileron for shutdown

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1465592A (en) * 1921-09-24 1923-08-21 John B Altman Windmill
DE542471C (de) * 1929-08-06 1932-01-25 Kaeser Ernst Einrichtung zur Erhoehung des Quertriebes und zum Verhindern des Abloesens der Luftstroemung auf der Oberseite von Flugzeugtragfluegeln

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1465592A (en) * 1921-09-24 1923-08-21 John B Altman Windmill
DE542471C (de) * 1929-08-06 1932-01-25 Kaeser Ernst Einrichtung zur Erhoehung des Quertriebes und zum Verhindern des Abloesens der Luftstroemung auf der Oberseite von Flugzeugtragfluegeln

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5527151A (en) * 1992-03-04 1996-06-18 Northern Power Systems, Inc. Advanced wind turbine with lift-destroying aileron for shutdown
US5527152A (en) * 1994-03-04 1996-06-18 Northern Power Systems, Inc. Advanced wind turbine with lift cancelling aileron for shutdown

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3602930C2 (de)
DE741304C (de) Windkraftmaschine
DE603207C (de) Zwei- und mehrstufiger Antrieb von Schienenfahrzeugen durch Foettingergetriebe
DE2939760A1 (de) Schiffspropellereinheit
DE2701914C3 (de) Vorrichtung zur Erzeugung einer Schubkraft in einer Flüssigkeit
DE2434257B1 (de) Stabilisierungseinrichtung, insbesondere für Schiffe unter Verwendung von Rotoren
DE4110540C2 (de) Windkraftanlage
DE4204338C2 (de) Getriebe-Turboverdichter
DE2826180A1 (de) Windkraftmaschine mit vertikaler drehachse
AT382687B (de) Vertikalachsiges windrad
DE2611165C2 (de) Einrichtung zum Antreiben von Gleit- und schnellen Verdrängungsbooten
DE525705C (de) Selbsttaetige Steuerung
DE386866C (de) Schraube fuer Schiffe und Luftfahrzeuge
DE1140484B (de) Schiffsruder mit zueinander versetzten oberen und unteren Ruderhaelften
DE413896C (de) Ganz in das Medium eingetauchtes Schaufelrad
DE3331535A1 (de) Verteilergetriebe mit wenigstens einem mit zwei abtriebskegelraedern kaemmenden ausgleichskegelrad
DE907399C (de) Windkraftanlage
DE878906C (de) Propeller mit einstellbarer Steigung
DE642995C (de) Stroemungsbremse fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge
DE1430759C (de) Antriebsanordnung fur angetriebene, gelenkte Kraftfahrzeugrader
DE757069C (de) Fluegelrad-Schiffspropeller
AT211119B (de) Stirnräderplanetengetriebe mit Gerad- oder Einfach-Schrägverzahnung
DE646678C (de) Hubschrauber
AT100272B (de) Antriebsvorrichtung für Schiffe.
DE580337C (de) Windkraftmaschine mit waagerechter Drehachse, an deren Fluegelenden Hilfswindraeder angebracht sind