DE742240C - Regeleinrichtung fuer Windkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Regeleinrichtung für Windkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für Windkraftmaschinen mit einem als Schnelläufer ausgebildeten Rad, die eine vom Rad angetriebene Pumpe und einen von :dieser gespeisten, die Flügelverstellung vornehmenden Kolbentrieb aufweist, .der die Flügel bei stillstehendem Rad mittels einer Feder in die Anlaufstellung und bei Leistungsabgabe mittels des von .der Pumpe geförderten, im Kolbentrieb wirkenden Druckmittels in .die Arbeitsstellung bringt.
• Bei Windkraftmaschinen ist es bekannt, die Verstellung der Flügel von der Anlauf- in die Arbeitsstellung unmittelbar mittels eines Fliehkraftreglers vorzunehmen. Wegen der erforderlichen großen Verstell:kräfte muß der Fliehkraftregler ein ehr großes Arbeitsvermögen aufweisen, weshalb er groß, schwer und teuer wird.
• Es ist ferner eine Windkraftmaschine bekannt, bei der zur Sturmsicherung eine vom Rad angetriebene Pumpe vorgesehen ist, die über einen von ihr gespeisten Kolbentrieb bei übergroßen Windgeschwindigkeiten ein Ausschwenken des Rades aus dem Wind bewirkt. Die auf eine Utndrehun.g des Rades bezogene Fördermenge der Pumpe ist hierbei gegenüber dem Hubraum des Kolbentriebes, der zum vollen Ausschwenken des Rades erforderlich ist, sehr groß.
• Nach ,der Erfindung ist bei der Regeleinrichtung der eingangs angegebenen Art der Hubraum des Kolbentriebes zur Verstellung der Flügel von der Anlauf- in die Arbeitsstellung ein Vielfaches der auf eine Umdrehung des Rades bezogenen Fördermenge der Pumpe. Mit einer sehr kleinen und daher leichten und billigen Pumpe wird .dadurch erreicht, daß die Flügel aus der Anlaufstellung sicher in die Arbeitsstellung gebracht werden und die Gefahr des Außertrittfallens des Rades und des Flatterns der Flügel gebannt ist. Entgegen dem Anschein wird also insbesondere erreicht, daß die Maschine bei niedrigen Windgeschwindigk eisen doch schnell zur Leistungsabgabe kommt.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführu.ngsbeispi:el.es erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. i einen senkrechten Hauptschnitt durch die wesentlichen Teile einer Windkraftmaschine, in Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt nach der Ebene II-II der Fig. i, in Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Flügel nach der Ebene III-111 der Fig. i in etwas größerem Maßstab, in Fig. 4 den Verlauf des Drehmomentes 111 d über dein Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit ic des Rades zur Anblasgeschwindiglceit v (Scbii.elläufigkeit) desselben und in Fig. 5 den Verlauf des Auftriebsbei.@verte-;c" des in Fig. 4 veranschaulichten Profils in Abhängigkeit voni An:,tellwinkel a.
• Nach Fig. i besitzt das den Durchmesser D aufweisende Flügelrad i zwei Flügel 2, die an der hohl ausgebildeten Welle 3 zum Zweck der Verstellung um die Flügelachsen A-.4 bei 4 gelagert sind. Die Flügel 2 weisen innerhalb der Welle 3 Zahnräder 5 auf und können nach Fig. - über die in diese Zahnräder eingreifenden, an der zur Welle 3 gleichachsigen Regelstange 6 sitzenden Zahnstangen 7 verstellt werden. Die Verstellung wird durch die Regeleinrichtung vollzogen, die die von der Welle 3 angetriebene, übertrieben groß gezeichnete Exzenterpumpe 8 und den von dieser Pumpe gespeisten, im Sinn der Gleichhaltung der Drehzahl wirkenden Kolbentrieb 9 aufweist. Der Kolben io des Kolbentriebes sitzt auf der Regelstange 6; dem Druckraum i i des Kolbentriebes, der die Drosselbohrung 12 aufweist, liegt die Druckfeder 13 gegenüber. In der Arbeitsstellung der Flügel 2 nehmen diese, da die Pumpe 8 im Druckraum i i in einem bestimmten Betriebspunkt einen bestimmten Überdruck hervorruft, die in Fig. 3 veranschaulichte voll ausgezogene Stellung ein, in -der ihr auf dem Durchmesser d==/3D liegendes Profil gegen die Anblasrichtung W unter einem Winkel von angestellt ist, und liefern dabei bei laufendem Rad nach Fig.4 .das Drehmoment 1'Vlä . Bei dieser Flügelstellung lieferte das stillstehende Rad nur ein Drehmoment Mdö .
• In erfindungsgemäßer Weise ist der Kolbentrieb 9 aber so ausgebildet, daß bei stillstehend:enn Rad i, wenn also im Druckraum x i kein Überdruck herrscht, die Druckfeder 13 durch einen mit dem Kolben io zusaminenwirkenden Anschlag 14 die Flügel 2 mit ihrem Profil auf dein Durchmesser d gegen die Anblasrichtung W unter einem Winkel von i8° angestellt hält, wie dies in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet ist. Hierbei erreicht der Auftriebsbeiwert c" der Flügel nach Fig. 5 seinen Höchswert c,", und das Drehmoment 31d des gerade anlaufenden Rades erreicht den in Fig.4 angegebenen Wert Mdö', der etwas mehr als die Hälfte des bei .arbeitendem Rad auftretenden Wertes 1'12ä und nahezu das Vierfache des bei stillstehendem Rad mit unter 7'--'-- 8o° angestellten Flügeln auftretenden Wertes Mdj ist. Der Hubraum des Kolbentriebes 9, der der Verstellung der Flügel = von der Stellung bei stillstehendem Rad bis in die Ar'oeitsstellung entspricht, ist dabei so bemessen, daß er etwa dem Dreißigfachen der auf eine Umdrehung des Rades entfallenden Fördermenge der Pumpe gleichkommt. Dadurch nimmt das Drehmoment Md des Rades beine Anlauf den in Fig.4 strichpunktiert angedeuteten Verlauf, so daß das Rad hinsichtlich seines Anlaufdrehinomentes niemals abkippen kann und der Anlaufvorgang sicher vor sich geht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Regeleinrichtung fürWindkraftmaschinen mit einem als Schnelläufer ausgebildeten Rad, die eine vom Rad angetriebene Pumpe und einen von dieser gespeisten, die Flügelverstellung vornehmenden Kolbentrieb aufweist, der die Flügel bei stillstehendem Rad mittels einer Feder in die Anlaufstellung und bei Leistungsabgabe mittels des von der Pumpe geförderten, im Kolbentrieb wirkenden Druckmittels in .die Arbeitsstellung bringt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubraum des Kolbentriebes (9) zur Verstellung der Flügel (2) von der Anlaufstellung in die Arbeitsstellung ein Vielfaches der auf eine Umdrehung des Rades (i) bezogenen Fördermenge der Pumpe (8) ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... '@Tr. 361 857, 365 197, 447 985#